Brevet FR2201124A1 — publié le 19740426

La présente invention concerne les procédés de granulation, notamment de formation de granulés metallurgiques durables, formés d'une matière métau.Ürgique en oxyde raductDhle par le carbone ou de carbone. On a déjà suggéré de réaliser des briquettes et des granules métallurgiques dans lesquels les particules de minerai sont liées par du carbone. Les granulés ainsi associés ne sont pas utilisés industriellement. On constate que, lorsque le minerai contient des quantités notables d'oxydes finement divisés, par exemple d'oxyde de fer trivalent ou de manganèse tétravalent qui sont facilement réduits par oxyde de carbone etXou l'hydrogène, les granules, une fois chauf fés en atmosphère réductrice, perdent leur solidité et ont tendance à se désintégrer. On observe des résultats analogues dans le cas des briquettes..De plus, l'expérience montre en général que la production de granulés nécessite un broyage très fin des constituants, très souvent à une finesse telle que les matières ont des particules de dimension inférieure à 44 microns ; cependant, le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 400 179 décrit un procédé de réalisation de granulés à partir de matière contenant une certaine proportion de particules grossières. L'invention concerne non seulement un procédé perfectionné de formation de granulés, notamment métallurgiques, mais aussi un nouveau procédé de durcissement de tels granulés en vue de leur utilisation par mise en oeuvre de divers procédés métallurgiq*es. Lors de la formation de granulés selon le procédé de l'invention, un mélange de particules dont la répartition granulométrique est favorable à un tassement important, est mélangé avec une petite quantité prédéterminée de liquide, le mélange humide résultant formant ensuite une masse plastique, sous l'action de vibrations, si bien que les particules sont très tassées. La quantité de liquide nécessaire pour l'obten- tion de la plasticité de la masse varie avec la répartition granulie métrique, les matières utilisées, ainsi que d'autres paramètres, et elle doit être déterminée empiriquement. D. est normalement souhaitable que le liquide soit en léger excès de manière que, lorsque le mélange des particules et du liquide a été soumis aux vibrations et que le tassement est important, la surface de la masse plastique reluise du fait de la présence de liquide qui a exsudé.Sauf dans les cas, dont des exemples figurent dans la suite du présent mémoire, où un hydrocarbure pyrelysable, par exemple un goudron, est utilisé au cours de {a formation des granulés, la quantité de liquide exsudé, c'est-à-dire de liquide en excès, lorsque les particules sont tassées, ne doit pas dépasser 3 % environ en volume du liquide utilisé, Dans le cas d'un goudron, 7.a quantité libérée de liquide, ctest-à-dire d'eau, est bien supérieure, pouvant atteindre 20 à 25 % de la quantité utilisée, sans doute parce que les particules solides sont rendues hydrofuges par le goudron. r faut noter que l'utilisation d'une trop faible quantité de liquide ne permet pas l'obtention de la plasticité, la masse n'étant pas cohérente, les petits corps formés ne devenant pas arrondis lorsqu'ils sont tonnelés. D'autre part, lorsque la quantité de liquide est en excès, les granulés formés à partir de la masse ont tendance à s'effondrer et à former une sorte de pâte. La masse plastique obtenue par vibration est divisée en petits corps de dimensions et de poids spécifique-uniformes,de manière convenable, et ces corps sont alors arrondis en granulés de dimensions uniformes par tonnelage ou analogue. Les granulés comprenant essentiellement uniquement un ou plusieurs oxydes ou matières oxydées réductibles par le carbone peuvent etre mis sous forme de granulés contenant un mélange d'oxydes et de carbone et de granulés contenant essentiellement du carbone uniquement. Le liquide utilisé est de préférence l'eau. L'utilisation d'un dispositif vibrant est essentiel pour la mise en oeuvre de l'invention. Ia matière solide utilisée pour la réalisation des granulés comprend des particules de dimensions diverses, ayant chacune à sa surface un film de liquide, de préférence d'eau. la plasticité est obtenue par réduction du nombre et de la dimension des cavités, les particules étant ainsi en contact intime. Le film de liquide est mince dans les zones de contact, si bien que les particules sont maintenues par les forces de tension superficielle . Lorsque les diverses particules sont bien tassées, chacune est en contact intime avec les autres en de nombreux points, si bien que la masse formée est plastique, le liquide en excès exsudant. la mise en vibration de la masse humide est essentielle d'abord pour assurer le tassement des particules et en conséquence un poids spécifique apparent uniforme, ensuite pour rendre minimale la quantité de liquide conservée dans la masse des particules, et enfin pour donner sa plasticité à la masse. Comme décrit précédemment, les petits corps de dimensions et de poids spécifique uniformes sont formés à partir de la masse plastique, et ces petits corps sont ensuite arrondis sous forme de granulés de dimensions et de poids spécifique uniformes. La mise sous forme sphérique peut etre réalisée de toute nanière convenable, le tonnelage dans un tambour rotatif donnant satisfaction dans certains cas. Il est cependant préférable d'utiliser un plateau vibrant qui oscille alternativement ou suivant un trajet circulaire ou ovale, et qui peut aussi subir des vibrations. Les corps, lorsqu'ils se déplacent librement à la surface du plateau, deviennent sphériques de façon très efficace. Le durcissement des granulés crus et ronds ainsi formés peut être réalisé de plusieurs manières. Initialement, les granulés sont séchés au moins en partie. Cieux qui contiennent essentiellement uniquement des oxydes peuvent etre durcis par chauffage en atmosphère oxydante, comme cela est classique dans le cas des granulés d'oxyde de fer. Lorsqu'ils contiennent plus de quelques pour cent de carbone cependant, ils sont de préférence durcis par imprégnation, après séchage partiel, à l'aide d'une solution d'un liant, puis séchage total. Ce dernier procédé convient éventuellement aux granulés qui contiennent essentiellement uniquement des oxydes ou des matières oxydées. Un avantageduprocédé de l'invention est qu'il ne nécessite pas que toutes les matières des granulés soient finement divisées. Les procédés classiques de granulation, par exemple l'agglo~ mération, doivent éviter les grosses particules qui n'adhèrent pas à un granulé dont la dimension grossit. la réalisation d'une masse plas- tique dense à partir de laquelle sont formés les granulés supprime totalement ce problème. Les granulés satisfaisants selon l'invention peuvent être en matières dans lesquelles plus de 60 des particules ont une dimension supérieureà 0,15 mm. Le coût d'un broyage fin nécessaire au procédé classique est donc évité.De plus, comme la stabilité thermique des granulés parait favorisée par la présence de grosses particules, les granulés selon l'invention ne sont pas aussi fragiles que les granulés classiques lors du chauffage dans un four rotatif. Bien que l'utilisation de matières dont la plage granulométrique est relativement large soit avantageuse, cette caractéristique n'est pas essentielle, car on peut aussi former les granulés à partir de particules très fines, ayant toutes par exemple moins de 75 microns. L'invention présente certains avantages par rapport au procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 400 179 précité. Selon ce procédé, le mélange humide est introduit dans des moules, puis soumis à des vibrations qui assurent la formation de corps denses et plastiques.Selon l'invention, l'ensemble du mélange est soumis aux vibrations, si bien qu'il devient plastique et uniforme ment dense, puis est divisé an corps qui ont une dimension uniformes ces corps étant ensuite mis sous forme de granulés. I1 faut noter que le procédé de l'invention est destiné à être utilisé avec les appareil lages de très grande capacité, car la masse plastique peut outre mise sous forme d'une couche par extrusion, laminage ou autre procédé. Le colt des moules est ainsi éliminé, et le resplissage et le vidage de ceux-ci ltest aussi.De plus, selon l'invention, il est faci]e e peu coûteux de modifier le volume ettou la forme des petits corps qui sont rendus sphériques sous forme de granulés. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé, sur lequel La figure 1 représente un appareil destiné à compacter -un mélange de particules et d'un liquide sous forme d'une masse dense, puis de petits corps qui sont ensuite rendus sphériques sous forme de granulés la figure 2 représente un appareil différen-t, destiné à assurer le même travail la figure 3 est une vue en plan partielle d'une partie de la table de secousses destinée à la formation des granulés ; et la figure 4 est une élévation latérale d'une partie de la surface de la table de secousses ou secoueuse. Sir la figure 1, la référence Il désigne un mélange humide destiné à être granulé et déposé par tout dispositif convenable non représenté sur la courroie sans fin 13. Cette dernière, qui peut être de toute manière convenable, passe sur des rouleaux distants longitudinalement 15 et 17 qui ltentratnent, grâce à un dispositif d'entralnement, notamment un moteur non représenté, entraînant l'un des rouleaux ou les deux. La courroie 13 est aussi supportée sur son brin supérieur par plusieurs rouleaux fous 19 formant une rangée.Le mélange Il est tassé et étalé à la surface de la courroie 13 par un rouleau 21 qui tourne cas échéant, et peut être repoussé par un ressort ou un poids (non représenté), lorsque la courroie fait avancer le mélange vers le rouleau 17. Les parois latérales convenables non représentées retiennent avantageusement le mélange sur la courroie 13. Un chariot 25 muni de deux paires de rouleaux déplacés a]ternativement d'avant en arrière, comme indiqué par les flèches 29, le long de la courroie 13 sous la commande d'un dispositif convenable non représenté, est soumis à des vibrations par un mécanisme 31, destiné à mettre le mélange Il de niveau et à le tasser sous forme d'une couche dense et com pactée 23.Lorsqu'une partie de la couche 23 approche du rouleau 17, elle est découpée en lanières par les couteaux 33, les bandes ayant une largeur et de préférence aussi une épaisseur égales. Les bandes sont alors découpées par un couteau mobile 35, de toute disposition classique ou voulue, sous forme de corps 37, de préférence cubiques, ayant des dimensions égales et évacués sur une secoueuse 39 destinée à les mettre sous forme ronde. la secoueuse 39 oscille dans le sens des flè ches 45, et elle est aussi légèrement inclinée latéraleiilents à partir d'un plan parallèle à la courroie 13. Lors du déplacement le long de la secoueuse 39 et suivant des trajets en zig-zag, les corps se heurtent et heurtent les parois de la secoueuse, en s'arrondissant ainsi sous forme de granulés évacués.De préférence, la secoueuse 39 comporte un dispositif 43 qui la fait vibrer. Il est aussi préférable que la surface de la secoueuse 39 comporte plusieurs saillies ou boutons 51. Comme représenté sur les figures 3 et 4, ces boutons sont répartis suivant un dessin, et ont une hauteur qui est de préférence inférieure au diamètre d'un granulé, comme représenté par exemple sur la figure 4 à la référence 53. La figure 2 représente un autre mode de réalisation d'appareil destiné à former des granulés selon l'invention. Sur cette figure, le mélange humide 61 à granuler parvient par un dispositif convenable non représenté sur une courroie sans fin 63, à proximité d'une extrémité de son brin supérieur, entre des parois latérales non représentées. la courroie est supportée par des rouleaux 65 et 67 distants horizontalement, dont l'un ou les deux sont entraînés en rotation. Le mélange humide est réparti sur la courroie par le rouleau 69 entraîné par un dispositif convenable non représenté, et il est entraidé par la courroie 63 au-dessous de rouleaux 71 et au contact de ceux-ci, ceux-ci se déplaçant alternativement sur la courroie et assurant le tassement du mélange sous forme d'une couche 73.Sous le brin supérieur de la courroie 63 est disposée une zone, opposée au rouleau 71, qui comporte plusieurs rouleaux 75 soumis à des vibrations par un mécanisme convenable 76, transmettant les vibrations à travers la courroie 63, avec laquelle ils sont en contact, à la couche 73, si bien que les particules de celle-ci se tassent fortenent. Lorsque 7.a couche progresse sous la commande de la courroie 63, vers le rou3eau , elle est découpée en petits corps de dimensions et de configuration uniformes, par le mécanisme qui porte la référence générale 77. Le mécanisme 77 comprend une seconde courroie sans fin 79 qui est partiellement supportée et entraînée par deux roues hexagonal--es distantes langftudinalement 81 et 83. Le brin inférieur de la courroie 79 se déplace dans le même sens que le brin su supérieur de la courroie 63, et à la mème vitesse.La courroie 79 comprend un certain nombre de sections rigides associées S5 articulées les unes sur les autres au niveau de roues 86, celles-ci travaillant sur des raits 87, 89 distants verticalement, assurant le support partiel de la courroie 79. Chaque section 85 de la courroie 79, qui a pratiquement la meme largeur que la courroie 63, comprend une grille qui peut avoir un dessin carré, hexagonal ou de toute autre forme vou jute, dépassant vers le bas, alors que la section respective se trouve sur le brin inférieur de la courroie 79.Lorsque la section de la courroie 79 se rapproche de la courroie 63, les rails de guidage 89 abaissent la section de courroie de manière que la grille pénètre dans la couche 73 portée par la courroie 63, jusqu'à ce que les bords inférieurs de la grille soient au contact de la surface de cette dernière courroie. la pénétration est facilitée par la vibration transmise par un mécanisme 93 associé aux rouleaux 91. Comme la roue 83 se trouve au-delà du rouleau 67, chacune des sections 85 a la partie inférieure de sa grille exposée, une fois que les orifices ont été remplis par la couche 73, et elles passent au-dessus d'une secoueuse 101 dans laquelle les corps 99 des orifices de la grille tombent de manière à être arrondis. Le retrait des corps est facilité par vibration de la courroie 79 à l'emplacement voulu, par un mécanisme 97 travaillant par l'intermédiaire de rouleaux 95. La seecueuse 101 peut être analogue à la secoueuse 39 représentée sur la figure 1, et elle fonctionne de la mème manière, de façon à arrondir les corps 99 sous forme de gran.és. Diverses variantes peuvent être apportés à l'appareil représenté sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, on peut utiliser un autre dispositif pour faire vibrer le mélange humide sur les courroies 13 et 63 et en d'autres points. De plus, bien qu'une secoueuse soit préférable pour rendre sphériques les petits corps mis sous forme de granulés, d'autres dispositifs de tonnelage peuvent etre utilisés, par exemple un tambour rotatif. Les courroies de l'nappa reil peuvent être en toute matière voulue, de même que les grilles de la courroie 79. lorsque ltappareil comprend une grille à orifices carrés, fi est préférable que les côtés des orifices aient une longueur égale à l'épaisseur du lit 73, de manière à fonder des corps à peu près cubiques Lors du tonnelage des corps sous forme de granulés, lthunidité exsude des corps. Celle-ci peut être évaporée par un gaz chaud circulant sur la secoueuse ou dans le tambour de tonnelage; ou lthumidité en excès peut hêtre absorbée par une matière particulaire fine et sèche.Celle-ci peut etre étalée sur les corps secoués, de toute manière voulue, et elle forme un revêtement sur les granulés. Le cas échéant, on peut utiliser plusieurs revêtements de matière sèche et dthumidité, de manière à accroître les dimensions des granulés. Les enveloppes peuvent avoir la même composition que la partie interne des granulés ou non. Dans les deux premiers exemples qui suivent, le procédé de l'invention est appliqué à la formation de granulés durs et crus à partir d'un mélange de particules grossières et fines d'oxyde de fer. Les granulés conviennent avantageusement au chargement des haut- fourneaux. Temple i On utilise un concentré de magnétite relative- ment grossier, contenant 64 % de Fe sous forme d'oxyde et ayant la ré- partition granulométrique suivante 0 > 50 - 0,88 mm 7,4 % 0,175 - 0 > 50 mm 41,8 q, 0,105 - 0,175 mm 22,5 % 0,075 - 0 > 105 10,2 % ( 0,075 mm 18,1 % On mélange 100 parties de ce concentré à 0,75 parties de bentonite et 11 > 5 parties d'eau.On place le mélange sur un plateau vibrant horizontal, et on forme une couche d'environ 19 mm até- paisseur. Du fait de la vibration, la surface de la couche brille, étant donné l'exsudation d'eau lorsque les particules de minerai se tassent en formant une masse dense, plastique ou malléable. On coupe alors la couche en carrés de'19 x 19 mm, en formant ainsi des corps à peu près cubiques de 19 mm de côté. Ces corps sont arrondis par secouage sur une table, jusqu'à l'obtention de granulés pratiquement sphériques. Les granulés crus obtenus sont séchés et durcis de manière classique par soufflage de gaz oxydant chaud d'une flamme dans un liquide granulé portant ceux-ci à 1300 C environ. Le concentré de magnétite utilisé ci-dessus ne convient pas à la formation classique de granulés par agglomération, comme le montre la mise en place d'lmc partie du mélange sec de conean- tré et de bentonite, sur un disque rotatif incliné, avec pulvérisation de fines gouttelettes d'eau sur la charge On observe que les particules grossières n'adhèrent pas sous forme de billes. Il est courant, dans les procédés classiques de granulation, utiliser des particules dont ltessentie:l a une dimension- inférieure à 74 microns et de préférence à 48 microns. Souvent, un broyage est nécessaire en vue de la granulation. Ce]Àli-ci est coûteux, notamment dans le cas des minerais durs tels que la magnétite, les chromites, l'ilmenite, l'hématite spéculaire, la sfiîce et d'autres minerais. Le procédé de l'invention ne nécessité pas de broyage fin et évite en conséquence une telle dépense. Exemple 2 On utilise un minerai da fer relativement gros sierj du type iateritique,formé essentiellement d'hématite, de goethits et de limonite. Ce minerai, qui contient 58;1 % de fer sous forme oxyde, a la granulométrie suivante : > 1 mm 1,0 % 0,50 - 1 mm 9,0 % 0,30 - 0,50 mm 17,0 % 0,15 - 0,30 mm 17,0 % 0,075 - 0,115 mm 12,0 % 0,044 - 0,075mm 3,0% On mésange 100 parties de ce minerai à 0,6 parties de bentonite, puis à 98,6 parties de ce mélange; on ajoute 12,8 parties d'eau.Le mélange humide est étalé sur un plateau vibrant horizontal où il forme, par vibration, une couche d'environ 19 mm d'épaisseur. lorsque la surface de la couche brille, du fait de l'exsudation d'eau, on découpe à l'aide d'une grille ou d'une grille vibrante ayant des orifices hexagonaux des petits corps dans la couche, ces corps étant arrondis par secouage, jusqu'à ce que la forme des corps soit prati- quement sphérique. Au cours du secouage, on répartit deux parties du mélange précédent de minerai sec et de bentonite sur les corps secoués, et le mélange adhère à la surface, du fait de la présence du film d'humidité. Les granulés terminés sont séchés et durcis par chauffage à 12750C en atmosphère oxydante. Les granulés durcis ont un poids spécifique apparent dc 3,58 g/cm3. L'exemple suivait illustre la réalisation de granulés à partir d'un minerai de magnétite dans lequel des particu les de carbone sont uniformément réparties, en proportion telle que, lors d'un chauffage des granulés à une température supérieure à 900 oC, la totalité en pratique de la magnétite est réduite en fer métalli- que. Eremzle 3 On utilise un concentré de minerai de magnétite contenant 59,02 %, de Fs sous forme d'oxyde, de granulométrie suivante : ) 0,21 rrn 52 % 0,15 - 0,21 mm 16 %, On mélange 60 parties de ce concentré à 11,9 parties d'un charbon bitumineux contenant 67,9 ç de carbone fixé et 29,7 % de matière volatile, le mélange étant broyé de manière que 97 %) passe dans un tamis à orifices de 0,15 mm. Le mélange broyé est humidifié par 16 parties d'une solution aqueuse à 10 ffi de silicate de sodium.La masse humide est transformée en une couche plastique de 19 mm d'épais~ seur sur un plateau vibrant. Cette couche est découpée en petits corps pratiquement cubiques de dimensions uniformes qui sont secoués de manière qui ils prennent une forme pratiquement sphérique. Il faut environ 5 mn sur une secoueuse de type particulier, ayant une surface lisse, pour que les granulés soient sphériques. Lorsque la surface de la secoueuse comporte des saillies analogues à celle représentée en 51 sur les figures 3 et 4 la prise de la forme sphérique est accélérée et il faut 2 mn pour que pratiquement tous les granulés soient sensiblement sphériques, à partir de corps humides cubiques. On constate que les granulés séchés et chauffés à une température maximale de 12000C dans un four rotatif chauffé intérieurement par combustion, les granulés étant ensuite refroidis en atmosphère inerte, contiennent 73,65 % de fer au total, 70,1 %, sous forme métallique et 1,4 k en association avec du carbone, la magnétite étant réduite. Les granulés présentent un retrait et leur diamètre a diminué de 10 %, environ. L'exemple suivant illustre l'utilisation d'un minerai relativement grossier à base de magnétite titanif ère pour la production de granulés qui contiennent des particules de carbone uniformément répartis, en proportion telle que, lors du chauffage des granulés dans un four rotatif chauffé par des gaz de combustion, l'es- sentiel de l'oxyde de fer est réduit en fer métallique, une quantité suffisante de carbone restant pour la réduction et la combinaison avec le titane lorsque les granulés réduits au four sont réduits au four à arc électrique. Exemple 4 La magnétite titanif ère utilisée contient 48,6 % de fer sous forme oxyde et 19,7 ss Ti02 5 et elle a la répartitìon granulométrique suivante = > 0,88 mm 1 % 0,21 - 0,88 mm 30 1a 0,15 - 0,21 mm 15 % La quantité nécessaire de carbone est introduite par un charbon biturnineux contenant 78,04 % de carbone fixé et 15,9 de matière volatile5 avec 5,9 % de cendres, ce charbon étant concassé de manière que les particules aient une dimension inférieure à 1,4 mm. On mélange 33 parties du charbon avec 100 parties du minerai broyé et 2,7 parties de silice fine (particules inférieures à 0,15 mm), constituant un fondant lors de la fusion électrique. Le mélange est broyé au broyeur à bou3etsjusqutà ce que 95 % du charbon passe dans un tamis à orifices de 0,15 mm, les particules dures du minerai ntétant pratiquement pas broyées. Cependant, le minerai et les particules de silice vont empêcher que les particules de charbon ne s'agglomèrent, comme dans le cas d'un broyage du charbon seul, sans minerai ni silice. Le mélange de charbon et de minerai est humidifié par 26 parties d'une solution aqueuse à 8 % de si]ìcate de sodium.La masse humide est transformée en une couche plastique par vibrations sur un plateau, puis découpée en petits corps sensiblement cubiques de dimensions pratiquement égales. Ces cubes, de 19 mm de côté environ; sont secoués de manière qu'ils donnent des granulés, cinq parties du mélange sec de minerai et de charbon étant réparties sur les corps pendant environ 5 mn, de manière qu'ils prélèvent l'humidité exsudée des corps en formant un rev8tement ou une enveloppe sur les granulés. La vibration du plateau au cours du secouage des corps assure un accroissement de l'exsudation tel que sept parties du mélange sec pu]vér:1sé sur les corps pendant 4 mn environ forment un revêtement lorsque le plateau est non seulement secoué, mais aussi soumis à des vibrations. Les granulés crus et ronds sont séchés avant chauffage. Après chauffage au four rotatif, par les gaz de combustion, les portant à une température maximale de 127500, et refroidissement en atmosphère inerte, on constate que les granulés contiennent 47,36 % de fer au total, 43,26 % de fer métallique et 10,82 % de carbone fixé, ce mélange donnant tout à fait satisfaction pour la fusion au four à arc électrique. Le procédé de l'invention est aussi utile pour la formation de granulés à partir d'oxyde métallique préalablement ré- duit en partie . Par exemple, l'hématite et le bioxyde de manganèse sont si facilement réduits en oxyde inférieur par des gaz tels que CO et H2 ou par de fines particules carbonées que les granulés réalisés par les procédés classiques se ramollissent et se désintègrent lorsqu'ils sont chauffés aux températures nécessaires à la réduction des oxydes en métal. Ce comportement est évité par réduction préalable partielle des oxydes très réduetib].es,avant formation des granulés. La production de granulés convenant à la réduction en métal par chauffage à des températures supérieures à 9000C environ est illustrée dans les deux exemples qui suivent. Exemple 5 On utilise une hématite brésilienne séchée, contenant 97 % de Fe203(67,8 %, Fe). Le minerai a la granulométrie suivante : 0,88 - i,4 mm 3,8 % 0,50 0:88 mm 13,0 % 0,25 - 0,50 mm 13,0 % 0,15 - 0,25 mm 6,5 % 0,105 - 0,15 mm 3,4% 0,074 - 0,105 mm 5,0 % 100 parties du minerai sont préalablement réduites avec les produits réducteurs de combustion d'un charbon bitumineux, jusqu'à ce qu'il présente une perte en poids de 8 %,. L'oxyde résultant partiellement réduit préalablement est mélangé à 18 parties de charbon en particules de dimensions inférieures à 0,5 mm, résultant de la combustion incomplète d'un charbon bitumineux; et 13 parties d'une solution aqueuse à 10 % de silicate de sodium. Le mélange humide est transforme en une couche plastique de 19 mm d'épaisseur environ, par vibrations, puis découpée à l'aide d'un couteau vibrant sous forme de petits corps de volumes égaux, rendus sphériques par secouage. Les granulés crus sont séchés et, après chauffage à 12500C dans un four rotatif chauffé par des gaz de combustion interne, et refroidissement en atmosphère inerte, les granulés contien- nent 98 ç du fer sous forme métallique, les granulés ne tétant prati quement pas désintégrés. Exemple 6 L'oxyde de fer utilise est mélangé avec las fines de récupération d'une usine sidérurgique intégrée. Cette matière comprend de la poussière de haut-fourneau, une très fine poussière provenant du soufi age d'oxygène des convertisseurs basiques à soufflage d'oEygène, des écailles de laminage et d'autres déchets ferreux, par exemple des rognures, des éléments broyés, etc. Da coke menu est ajouté à cette matière. Le mélange sec est broyé au broyeur à boulets,assarant essentiellement un mélange, pendant 15 ran environ, et on constate qu'fi. a la granulométrie suivante 0,50 - 6,15 mn 8,0 % ,35 - 0,50 mm 3,0 % 0,175 - 0,35 mm 21,0 % 0,105 - 0,175 mm 21,0 % 0,074 - 0,105 mm 12,2 % On chauffe îoe parties du mélange sec, contenant 53,0 %, de fer au total, 37 ç de fer trivalent, 3 % de fer métallique et 11,4 % de carbone, dans un mélange de N2, CO, C02, H2 et H20, de ma nière que l'ensemble soit partiellement pré-réduit en oxyde ferrique. Après refroidissement, on constate que le mélange a perdu du poids, et constitue seulement 94,1 parties. Le mélange refroidi est mélangé à 19,5 parties d'une solution aqueuse à 8 % de silicate de sodium, et le mélange humide obtenu est mis sous forme d'une couche plastique ayant environ 19 mm d'épaisseur, par vibrations. La couche est découpée en petits blocs de volumes égaux et de forme pratiquement cubique, qui sont secoués sur une table sous forme de granulés pratiquement sphériques. Ceux-ci sont séchés dans un lit par soufflage de gaz chaud à 2C0 C environ dans le lit.Après chauffage dans.un four rotatif à combustible liquide, jusqu'à 12500C, et refroidissement en at mosphèro inerte, les granulés contiennent 75,1 7 de fer au total, 73,4 % de fer métallique et 1,23 % de carbone, et ils ne sont pratiquement pas brisés. Le procédé décrit est particulièrement utile lorsque les granulés doivent être réalisés à partir de particules carbonées diffici.7es à humidifier, si bien que l'agg]omération classique donne mle croissance lente et irrégu7ière des granulés. Par exemple, le procédé de l'invention peut être appliqué à la production de granulés de coke métallisé de dimensions uniformes prédéterminées, destinés aux haut-fourneaux. De tels granulés, réalisés à partir de minerais fins et de fins concentrés de minerai, ainsi que de particules d'une matière carbonée qui ne sont pas directement utilisablas par les haut-fourneaux, améliorent le débit du haut-fourneau. L'exemple suivant illustre la réalisation de tels granulés. Exemple 7 On réalise un mélange de 5 parties de coke menu contenant 86 % do carbone fixé, 5 % de poussière de haut-fourneau contenant 45,6 % de Fe sous forme d'oxyde et 10,3 %, de carbone fixé, et 7 parties d'un charbon bitunimeux contenant 61,45 % de carbone fixé et 33 %, de matières volatiles.Le mélange est broyé jusqu'à ce que 95 ffi des particules aient une dimension inférieure à 0,105 mm. 17 parties du mélange en poudre sont humidifiées par 6,2 parties d'une solution aqueuse à 0,2 %, d'un agent tensio-actif anionique, et la masse humide obtenue est soumise à des vibrations sur une table et donne une couche plas tique bien tassée qui est découpée par des couteaux en petits cubes de dimensions égales. Des granulés pratiquement sphériques se forment par secouage des cubes sur une table, un gaz à 1500C environ étant soufflé sur les corps de manière à évaporer l'eau qui exsude. Lorsque la surface des granulés devint mate, ctest-à-dire ne brille plus, les granulés encore humides sont placés sur un support réfractaire perméable aux gaz, de manière à former un lit ayant une épaisseur de plusieurs granulés, et des gaz contenant moins de 2 % d'oxygène libre et ayant une température croissant d'environ 140 à 550 C au moins, sont soufflés dans le lit alternativement vers le bas et vers le haut, si bien que eau est d'abord évaporée puis, lorsque le chauffage continue, 7.es particules de charbon bitumeux des granulés sont fondues de façon transitoire et carbonisées, assurant ainsi la liaison des granulés. Ceux-ci sont évacués du support et chauffés à environ lC00 C dans un four rotatif chauffé par des gaz de combustion.Les granulés chauds sont refroidis en atmosphère inerte. Ils ont. å froid une résistance à l'écrasement qui est élavée et contiennent 64 %, de carbone et 17 %, de fer métallique. Un crible, un tamis ou analogue peut convenir comme support des granulés lors du séchage et de la carbonisation. On constate aussi qu'on peut réaliser des gra nulés de coke de qualité métallurgique selon l ention, à partir de matières carbonés qui ne conviennent pas à la mise en oeuvre des procédés classiques de production de coke métallurgique. Les deux exemples qui suivent illustrent de tels procédés. -.T)la 8 Le charbon utilisé dans cet exemple ne convient pas au procédé classique de cokéfaction, car il ne fond pas et ne gonfle pas lorsqu'il est chauffé. Le charbon sec contient 74,7 % > de carbone fixé, 16,56 % de matière volatile et 8,2 % de cendre. 100 parties du charbon sont broyées à une dimension particulaire inférieure à 0,5 mm, et mélangées à 37 parties d'eau contenant 0,1 ?j d'un agent tensio-actif anionique formant agent mouil lant. La masse humide obtenue est soumise à des vibrations de manière à former une couche plastique dè 19 mm d'épaisseur et à la découper en corps sensiblement cubiques de dimensions égales. Les corps sont secoués de manière à former des granulés qui sont séché et carbonisés comme décrit dans l'exemple 7. Les granulés carbonisés présentent un retrait lors de la carbonisation, et leur poids spécifique apparent est de 1,11 g/cm3. Ils contiennent 86,9 67 de carbone fixé et 9,8 % de cendre. Leur résistance moyenne à l'écrasement ou leur résistance à la compression, déterminée sur un granulé unique à l'aide d'un piston hydraulique, est de 143 kg. Bien que de très bons granulés soient formés comme décrit ci-dessus, à partir d'un charbon relativement grossier, un broyage un peu plus fin est parfois souhaitable, car il accroit la résistance des granulés. Ainsi, suivant les mêmes modes opératoires, on broie Je charbon de manière que les particules aient une dimension inférieure à 0,15 mm, et on le transforme en granulés,dont la résistance à la compression est de l'ordre de 225 kg. Ils conviennent tout à fait comme charge pour un haut-fourneau ou un cubilot. exemple 9 Le coke menu et le charbon bitumineux utilisés dans l'exemple 7 sont à nouveau utilisés, 10 parties de coke menu (dimensions inférieures à 0,42 mm) et 7 parties de charbon (dimensions inférieures à 0,59 mm) étant mélangées à 0,9 partie de goudron de houille, qui est grossièrer.ent réparti dans le mélange en poudre par agitation. On ajoute alors au mélange de carbone et de goudron 6,3 parties d'eau contenant 0,2 % d'un agent tensio-actif du type d'un alcool sulfoné. On obtient ainsi une masse humide dans laquelle le goudron est bien ré- parti, sous forme d'un film sur las particules salades. La masse humide est soumise à des vibrations et irise sous forme de granulés qui sont séchés et carbonisés comme dé lit dans l'exemple 7. Les granulés froids et carbonises ont une résis tance à l'écrasement de l'ordre dc 100 kg. Lorsque du coke menu ou du charbon est lié par un charbon bitumineux lusible sans utilisation de goudron,d'agent mouillant ou d'agent tensio-actif, les fines particules souhaitables pour l'obtention d'une résistance élevée à la compression sont faciles à obtenir lorsque le coke menu ou le charbon est mélangé au charbon bitumineux avant broyage. Il est connu que les fines particules de certains charbons bitumineux ont tendance à se tasser lors du broyage, et que le coke et le charbon sont difficiles à broyer finement, du fait de la dureté de ces particules. L'exemple suivant illustre ce phénomène. Exemple 10 On broie 24 parties du coke menu de l'exemple 7 de manière qu'il passe dans un tamis à orifices de 1,40 mm, et on le broie ensuite dans un broyeur contenant des billes d'acier pendant 34 mn.La granulométrie du produit est la suivante 18,4 % > 0,15 mm 40,1 % > 0,088 mm 41,5 % On mélange 24 autres parties du même coke menu, de dimensions inférieures à 1,4 mm, avec 16 parties du même charbon bitumineux que dans l'exemple 7, passant dans un tamis à orifices de 1,4 mu. Le melange est aussi broyé dans le même broyeur et dans les mêmes conditions, et la granulométrie est la suivante 4,1 % > 0,15 mm 32,2 % > 0,088 mm 63,7 % Les particules restant sur le tamis à orifices de 0,088 mn sont des particules de coke. Ce phénomène montre la dureté relative du coke comparée à celle du charbon bitumineux, et que le coke est broyé plus facilement lorsqu'il est en mélange avec du charbon que dans Je cas contraire. Le mélange broyé est fluide. Il est humidifié par 17,5 parties d'eau, mis sous forme de granulés crus et transformé en granulés de coke comme décrit dans l'exemple 8. La résistance à la comiplession des granulés obtenus de coke est de 180 kg en moyenne. Dans une autre démonstration, le même mélange de coke menu et de charbon bitumineux est broyé dans l.e même broyeur à boulots dans les mêmes conditions, mais pendant 45 mn au lieu de 34 mn comme décrit. La granulométrie est la suivante : 0,18 % > 0,15 mm 11,8 % > 0,088 mm 88,02 % La plupart des matières carbonées et certaines matières contenant de l'oxyde de fer contiennent de petites quantités de soufre qui est habituellement nuisible lorsqu'il est présent dans le fer ou dans l'acier et il doit donc etre retiré au cours de la préparation du fer ou de l'acier. Cette opération est obtenue habituellement par agitation vigoureuse du bain métallique pendant une période relativement longue en présence de chaux.Lorsque les granulés métallisés sont réalisés selon l'invention, comme décrit dans l'exemple 3 par exemple, et lorsque ces granulés sont fondus sous forme de fer ou d'acier, de préférence au four électrique, la vitesse de désulfuration est fortement accélérée lorsque les particules de calcaire ou d'autres sources de chaux compatibles avec le liquide utilisé pour la formation des granulés sont incorporées dans les granulés de carbone et d'oxyde de fer. L'exemple suivant illustre la production de tels granulés. Exemple il On mélange 100 parties d'un concentré de magnétite contenant 64,9 % de Fe sous forme d'oxydes 0,21 % de soufre et 1,5 %) de SiO , de granulométrie suivante 2 0,50 - 0,88 mm 7,4 % 0,175 - 0,50 mm 41,8 % 0,105 - 0,175 mm 22,5 % 0,074 - 0,105 mm 10,2 % On n'observe aucune usure ou rupture des granulés. Ceux-ci présentent un retrait très important, ils ont une résistance moyenne à l'écrasement de 68 kg et contiennent 82 % de fer au total, dont 96 %, sont sous forme métallique, 9,6 ç de CaO et 0;25 ffi de S. Dans cortaines conditions, une teneur en chaux supérieure à celle qui est nécessaire à la liaison du soufre dans las granulés peut être utile. Les granulés contenant de la chaux en excès accélèrent à la désulfuration du fer ou de l'acier lorsqu'ils forment un bain, lorsque de tels granulés sont immergés dans Je bain et fondus. Il faut citer que, comme le montrent divers exemples, ltinvention concerne aussi l'introduction de petites quantités de diverses matières dans les granulés réalisés selon l'invention. Par exem pies dans l'exemple 11, en plus du calcaire, une petite quantité de spath fluor est aussi présente; et dans l'exemple 6, une petite quantité de particules de fer est présente dans les fines de récupération. Le cas échéant, des particules métalliques convenables, par exemple du fer spongieux de petites dimensions, peuvent être ajoutées au mélange destiné à former le granulé. Des oxydes d'autres métaux que le fer et d'autres matières oxydées, qui sont réduits par le carbone solide à température élevée, peu ventaussi etre mis sous forme de granulés, avec ou sans particules de carbone, selon l'invention. L'exemple suivant illustre la réalisation de granulés à partir de particules de silice et de carbone, par liaison de ces particules avec du carbone formé par pyrolyse d'une matière hydrocarbonée, par exemple d'un charbon bitumineux, d'un goudron et d'un brai. Le rapport de la quantité totale du carbonc après pyrolyse, ctest-à-dire du carbone fixé à la silice, est tel que le traitement méta]lurgique ultérieur donne du carbure de silicium suivant l'équation SiO2 + 3C - > SIC + 2CO. Exemple 12 On réalise un mélange de 100 parties de silice de dimensions inférieures à 0,074 mm, 23,1 parties de coke de pétrole calciné et broyé à la meme finesse, 15 parties de particules dures de dimensions inférieures à t mm en moyenne, 26 parties de goudron de bouille et 25 parties d'eau contenant 0,12 partie d'un agent mouillant anionique . A partir de la masse humide obtenue, on prépare des granulés crus et on les sèche, puis on les carbonise corme décrit dans I.'exem- ple 16.Les granulés ne changent pas de forme lorsqu'ils sont chauffés progressivement pour assurer la pyrolyse du brai et du goudron. Si on ajoute une quantité nettement supérieure à environ 30 à 35 % (par rapport au poids total de l'oxyde et du coke) dThy drocarbures pour former la masse plastique, les granulés tendent à s'aplatir et à fondre lorsqu'ils sont chauffés. Si on utilise une quantité nettement inférieure à 30 P environ, la liaison par le carbone foliée par pyrolyse esi; insuffisante, ctest-à-dire que les granulés carbonisés sont très mous et se brisent facilement. On constate aussi que l'utilisation d'une quantité accrue de goudron et réduite de brai par rapport ail quantités de lfeAemple précédent donne des granulés qui ne conservent pas leur configuration lors de la carbonisation.De manière générale, la quantité et le type des hydrocarbures nécessaires à la réalisation de granulés robustes et stables à la chaleur doivent etre déterminés empiriquement, mais cette quantité est comprise entre envi- ron 25 et 40 %. On constate de p]us que les granulés réalisés selon l'invention peuvent être rendus stables thermiquement de manière commode et économique, car la quantité nécessaire d'agent liant est très faible. Pour cela, on évapore au moins une partie du liquide restant dans les granulés après leur mise sous forme sphérique, on imprègne les granulés séchés au moins en partie à laide d'une solution d'un liant dans un liquide et on évapore ensuite totalement le liquide des granulés. Bien qu'un liquide organique puisse etre utilisé pour la réalisation des granulés, avec un liant soluble dans un tel liquide pour l'imprégna- tion, l'eau est le solvant préféré, avec des liants solubles dans liteau, par exemple des silicates alcalins, des eaux résiduaires au sulfite, des mélasses, des sucres et des amidons solubles. En général, une so]ution contenant 10 à 30 % de liant donne satisfaction.La quantité réelle de liant prélevée par les granulés varie avec de nombreux paramètres, notamment la colicentration de liant, et la teneur en humidité. On obtient des résultats satisfaisants dans de nombreux cas avec des quantités aussi îaibl.es que 0,5 % environ de liant (par rapport au poids des granulés partiellement séchés) et des quantités supérieures à 2 % de Riant ne sont pas nécessaires. EX-idemment, on peut utiliser un excès de liant, mais cela n' est pas souhaitable. Lut exemple suivant illustre cc perfectionnement, mis en oeuvre à ltaide d'une solution de silicate de sodiuii assurant l'imprégnation. Exemple 13 Un mélange d'oxyde et de carbone est réalisé à partir de fines ds récupération et de coke menu, comme décrit dans l'exemple 6. 100 parties du mélange sec sont mélangées à 11,5 parties d'eau, et mises sous forme de granulés crus de dimensions égales, par mise en oeuvre du procédé de l'exesle 1. Les granulés- crus sont séchés à 140 C dans un courant de gaz de combustion jusqu'à ce que la teneur en eau libre des granulés soit de l'ordre de 1 4. Après refroidissement à tSnpéra- ture ambiants, les granulés partiellement séchés sont immergés pendant 3 mn dans une solution aqueuse à 20 % de silicate de sodium, puis séchés à 500C jusqu'à ce que la teneur en humidité soit de 1 . On détermine que 100 parties des granulés a absorbé environ 4,3 parties de solution de silicate, et que les parties externes des granulés ont été transformées en une enveloppe dure d'environ 2 mm d'épaisseur. Lorsqu'on chauffe ces granulés au four rotatif comme décrit dans l'exemple 6, on n'observe pas de gonflement et de désintégration des granulés, l'usure de ceux-ci étant minimale. L'utilisation du silicate de sodium est particulièrement avantageuse à cet effet car, après séchage, le granulé a une enveloppe siliceuse. on constate que de telles enveloppes retardent la réaction des granulés avec l'atmos phère, et contribuent ainsi à la stabilité thermique des granulés. Les granulés ayant des enveloppes dures et stables thermiquement peuvent être formés par d'autres procédés qu'unie immersion. Par exemple, la so]tion de liant peut etre pulvérisée sur les granulés qui roulent. De plus, les granulés séchés et encore chauds peuvent être exposés à un courant d'air à température ambiante, si bien que les parties externes des granulés sont refroidies préférentiellement, les granulés étant ensuite traités à l'aide d'une solution de liant pendant une période déterminée par l'épaisseur vou]ue pour ltenve]oppe dure. Le terme "vibration" utilisé dans le présent mémoire en référence à la transformation d'un mélange humide d'un liquide et de particules en une masse plastique et bien tassée, désigne une action mécanique qui peut être induite par un dispositif convenable connu, par exemple par un vibrateur mécanique, électrique ou ultra-sonore, au contact d'une surface ou relié à une telle surface qui est elle-meme au contact du mélange, de manière que les particules oscillent selon des mouvements minuscules mais notables, en assurant un tassement important. A cet égard, il faut noter que Je plateau et la secoueuse assurant la vibration du mélange humide peut être une courroie morbide, pelrlettant ainsi une production continue des corps destinés à être mis sous forme de granulés sphériques crus. Dans le présent mémoire, le terme "granulés" désigne des corps sans forme particulière, mais ayant la caractéristique commune d'avoir des coins et des bords arrondis à divers degrés, ayant par exemple une forme ovale, sphérique ou d'un ellipsoide, un tel granulé étant formé par cohésion des particules. Les granulés ont une dimension telle que le diamètre moyen est compris entre 2 et 50 mn environ. Au contraire, les "briquettes" sont des corps comprimés de dimensions relativement importantes, habituellement liés et consolidés par corlipression. Le terme "carbone" dans le présent mémoire désigne une matière carbonée contenant plus de 55 % de carbone fixé. Dans le cas de l'utilisation d'agent tensio-actif pour la formation des granulés crus, il peut s'agir d'agent mouillant de type anionique ou non-ionique. Plus précisément, les alcools sulfatés et sul fones, les alkylarylsulfonates, les esters d'acide sulfoné dibasique, les amides sulfonées et les condensats d'oxyde d'éthylène, d'acide gras et d'alcool conviennent. Dans le présent mémoire, les pourcentages et les parties sont exprimés en poids, sauf indication contraire. n est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs, sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini par les revendications annexées. RESRDICATIONS t. Procédé de réalisation de granulés arrondis de dimensions et de poids spécifique uniformes, caractérisé en ce qu'il comprend la formation d'un mélange d'un liquide aqueux et de particules soldes, ayant une granulométrie favorable à un tassement élevé, les particules étant en matière telle que des oxydes et des matières oxydées réducti- blaps par le carbone, en telle matière avec du carbone ou en carbone, la dimension des particules étant inféricure à 0,88 mm, la vibration du mélange avec écrasement sous forme drune couche d'épaisseur uniforme, cette opération assurant la réalisation d'une masse plastique dense, le liquide étant présent en quantité prédétenminée dépassant légèrement la quantité contenue par les particules 3orsqute]-3es sont bien tassées, la division de ladite masse en corps de dimensions égales ayant chacun un volume correspondant au volute d'un granulé vou]u, la mise des corps sous forme arrondie par déplacement labre, avec ou sans vibrations, sur une surface oscillante, comportant ou non plusieurs saillies ou boutons de forme arrondie, de manière qu'il se forme des granulés de dimensions et de poids spécifique uniformes ,et 7.e chauffage ultérieur des granulés dans un four métallurgique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 7.es particules contiennent un pourcentage notable de particules d'oxyde de fer, avec ou sans particules de carbone. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est une solution aqueuse d'un agent tensio-actif. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange contient un liant. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la stabilité thermique des granulés est améliorée par réduction partielle des particules d'oxyde de fer avant réalisation du mélange. 6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les particules de carbone sont présentes en quantité telle qu'une partie notable de l'oxyde de fer est réduite lorsque celui-ci est chauffé à des températures assurant la réduction. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange contient une matière organique donnant du carbone par pyrolyse, cette matière organique étant liquide à une température inférieure à la température de pyrolyse et étant présente en quantité telle que les granulés peuvent être chauffés de manière à pyro lys or la matière organique et à assurer la liaison sans changement de la forme. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la matière organique est une matière hydrocarbonée choisie parmi les goudrons et les brais durs, et le mélange contient aussi un agent tensio-actif provoquant le revêtement des particules par la matière hydrocarbonée. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules sont des particules de carbone. 10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la matière organique est un charbon bitumineux à teneur élevée en matière volat.ile, les particules sont en carbone et le charbon et le carbone sont broyés ensemble avant la réalisation du mélange. 11. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que certaines des particules au moins contiennent du soufre, et le mélange contient aussi des particules d'une matière contenant de la chaux. 12. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les granulés sont au moins partiellement séchés, et les parties externes de ceux-ci sont imprégnées d'une solution d'un liant avant chauffage dans le four métallurgique. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le liant est soluble dans 1' eau et est par exemple un silicate alcalin, une eau résiduaire au sulfite, une mélasse, un sucre ou un amidon soluble. 14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le liant est disposé dans les parties externes des granulés par séchage partiel de ceux-ci, application d'une solution de liant sur les granulés partiellement séchés et séchage de ces granulés.