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FR2626008A1 - PROCESS FOR OBTAINING FERROSILICIUM IN A HOME ENERGY UNIT - Google Patents

PROCESS FOR OBTAINING FERROSILICIUM IN A HOME ENERGY UNIT Download PDF

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FR2626008A1
FR2626008A1 FR8800371A FR8800371A FR2626008A1 FR 2626008 A1 FR2626008 A1 FR 2626008A1 FR 8800371 A FR8800371 A FR 8800371A FR 8800371 A FR8800371 A FR 8800371A FR 2626008 A1 FR2626008 A1 FR 2626008A1
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ferrosilicon
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energy unit
weight
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FR8800371A
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FR2626008B1 (en
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Boris Abramovich Kirievsky
Vladimir Leontievich Naidek
Vladislav Arkadievich Tokarev
Svetlana Georgievna Kozlova
Albert Andreevich Kostin
Jury Nikolaevich Vorontsov
Boris Arkadievich Verkhovsky
Viktor Ivanovich Podkletnov
Anatoly Sergeevich Ageev
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G ENERGET
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    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/003Making ferrous alloys making amorphous alloys

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'obtention de ferro-silicium dans une unité énergétique à foyer utilisant, comme combustible, des matières carbonées dont les laitiers contiennent des oxydes de fer à une proportion de 10 à 22 % en poids. Selon l'invention, on crée un bain de laitier dans l'unité énergétique à foyer, on amène, sur sa surface, un jet de combustible hydrocarboné, en réchauffant le bain de laitier jusqu'à une température de 1 700 à 1 800 degre(s)C, en amenant, simultanément avec le combustible hydrocarboné, des produits pulvérisés résultant de la combustion de matières carbonées, et on isole le ferrosilicium des laitiers qui se forment lors du brûlage du combustible. L'invention s'applique notamment aux centrales thermiques et à la sidérurgie.The invention relates to a process for obtaining ferro-silicon in a furnace energy unit using, as fuel, carbonaceous materials, the slags of which contain iron oxides in a proportion of 10 to 22% by weight. According to the invention, a slag bath is created in the home energy unit, a jet of hydrocarbon fuel is brought on its surface, by heating the slag bath to a temperature of 1,700 to 1,800 degrees. (s) C, by bringing, simultaneously with the hydrocarbon fuel, pulverized products resulting from the combustion of carbonaceous materials, and the ferrosilicon is isolated from the slags which are formed during the burning of the fuel. The invention applies in particular to thermal power stations and to the steel industry.

Description

La présente invention concerne les centrales ther-The present invention relates to thermal power plants

miques et la sidérurgie, et plus spécialement elle vise un'procédé d'obtention de ferrosilicium dans une unité  and the steel industry, and more particularly it aims at a process for obtaining ferrosilicon in a unit.

énergétique à foyer.home energy.

L'invention peut être mise en oeuvre pour obtenir du ferrosilicium dans des unités énergétiques à foyer, parallèlement à la production d'énergie électrique, ce qui permet de réduire au minimum les déchets provenant  The invention can be implemented to obtain ferrosilicon in focal energy units, parallel to the production of electrical energy, thereby minimizing waste from

de cette dernière opération.of this last operation.

On sait que la qualité des combustibles solides à  We know that the quality of solid fuels

vocation énergétique se déprécie partout dans le monde.  energy vocation is depreciating everywhere in the world.

Cela est dû à l'accroissement de la part relative du com-  This is due to the increase in the relative share of

bustible à faible pouvoir calorifique, extrait à ciel ou-  fuel with low calorific value, mined or-

vert. L'extraction mécanisée de couches minces decharbon dans les mines et la forte proportion de la gangue dans le charbon provenant des carrières sont à l'origine du taux élevé de cendres des charbons et de leur faible pouvoir calorique. Les minéraux non combustibles mêlés aux combustibles solides et constitués à 50% en poids, au maximum, d'oxydes de silicium, à 27% en poids,au maximum, d'oxydes d'aluminium et à 10 à 20% en poids d'oxydes de fer, passent totalement dans les cendres et les scories à la suite de la combustion  green. The mechanized extraction of thin layers of coal in the mines and the high proportion of gangue in coal from the quarries are responsible for the high ash content of the coals and their low calorific value. Non-combustible minerals mixed with solid fuels and consisting of not more than 50% by weight of silicon oxides, not more than 27% by weight of aluminum oxides and 10 to 20% by weight of iron oxides, completely pass into ashes and slag as a result of combustion

dans des unités énergétiques à foyer. On voit ainsi augmen-  in energy units with a focus. We thus see an increase

ter la masse des déchets provenant des centrales thermiques  the mass of waste from thermal power plants

sous forme de cendres et de laitier.  in the form of ash and slag.

Les déchets vont au crassier en séchant et en se tassant peu à peu. A cet état, les déchets en question ne trouvent que des débouchés très restreints. On en emploie  The waste goes to the slag when it dries and settles little by little. In this state, the waste in question finds only very limited outlets. It is used

le plus souvent pour l'aménagement du territoire, le nivel-  most often for spatial planning, the leveling of

lement du terrain, l'aplanissement du sol en vue de la recul-  the ground, flattening the soil for

tivation des terres, pour la construction de routes et de  land, for the construction of roads and

logements. Plus rarement, le mélange de cendres et de lai-  housing. More rarely, the mixture of ash and lai

tier trouve des applications comme matière première dans la fabrication de matériaux de construction: des ciments, des  Tier finds applications as a raw material in the manufacture of building materials: cements,

matières liantes et remplissantes pour des bétons, des gra-  binding and filling materials for concretes,

viers et des gravillons.and chippings.

Un taux élevé d'oxydes de fer, atteignant 22% en  A high level of iron oxides, reaching 22% in

poids, s'oppose à l'utilisation à grande échelle des mélan-  weight, opposes the large-scale use of

ges de cendres et de laitier. La solidité des graviers et des gravillons artificiels obtenus des mélanges de cendres et de laitier est inférieure à celle des matériaux naturels analogues et dépend de la teneur en composés de fer. les  ash and slag. The strength of gravel and artificial gravel obtained from ash and slag mixtures is lower than that of similar natural materials and depends on the content of iron compounds. the

produits en béton, obtenus avec l'utilisation de liants con-  concrete products, obtained with the use of binders con-

tenant des produits de traitement de mélanges de cendres et  holding ash mixture treatment products and

de laitier, ont une présentation médiocre qui va en s'empi-  slag, have a mediocre presentation that is becoming

rant. Dans un milieu humide, on voit apparaître, sur la sur-  rant. In a humid environment, we can see, on the surface,

face des ouvrages, des tâches de rouille.  facing works, rust stains.

L'emploi des mélanges de cendres et de laitier dans l'agriculture, comme engrais apportant des éléments-traces, est limité du fait de la présence de métaux lourds (le plomb, le zinc et autres), éléments nocifs qui risquent de passer  The use of ash-slag mixtures in agriculture as a trace element fertilizer is limited by the presence of heavy metals (lead, zinc and others), harmful elements that may pass

dans les aliments.in food.

Une autre utilisation des cendres et du laitier con-  Another use of ash and slag

siste à en extraire des gouttes d'un alliage métallique  to extract drops of a metal alloy

(ferrosilicium) contenant environ 12 à 25% en poids de sili-  (ferrosilicon) containing about 12 to 25% by weight of silicone

cium. Le besoin en ferrosilicium à faible taux de silicium va croissant partout dans le monde, ce qui s'explique par  cium. The need for low-silicon silicon ferrosilicon is increasing worldwide, which can be explained by

la progression de la fonderie à partir de déchets réutilisa-  the growth of the foundry from reused waste

bles et la grande extension en métallurgie de l'affinage au  and the great extension in metallurgy of refining

convertisseur à oxygène.oxygen converter.

Le ferrosilicium est un désoxydant de choix dans  Ferrosilicon is a deoxidizer of choice in

l'élaboration de métaux ferreux en sidérurgie et la fabri-  the development of ferrous metals in the iron and steel industry and

cation de produits de forme en fonderie.  formation of shaped products in foundries.

Dans les unités énergétiques à foyer actuellement connues, la fabrication de ferrosilicium n'est pas prévue, parallèlement à la production de l'énergie électrique. Bien que certaines conditions soient réunies à cet effet dans les  In currently known fired energy units, the manufacture of ferrosilicon is not expected, parallel to the production of electrical energy. Although certain conditions are met for this purpose in the

unités connues, elles n'y sont pas exploite-es à fond.  known units, they are not fully exploited.

On connait un procédé d'obtention de ferrosilicium  We know a process for obtaining ferrosilicon

dans des unités à foyer du type à puits: les hauts four-  in well-type furnace units: high furnaces

neaux (R. Durrer, G. Folkert "Metallurgia ferrosplavov" ("La métallurgie des ferro-alliages"), 1976, Metallurgia, Moscou. L'enceinte du haut fourneau, revêtue de matériaux réfractaires, est formée de trois portions cylindriques et  Narcotics (R. Durrer, G. Folkert "Metallurgia ferrosplavov" ("Metallurgy of Ferroalloys"), Metallurgia, Moscow, 1976. The blast furnace enclosure, coated with refractory materials, is composed of three cylindrical portions and

de deux portions tronconiques. la portion cylindrique supé-  two frustoconical portions. the upper cylindrical portion

rieure - le gueulard - sert à l'enfournement de la charge.  the upper part is used for charging the load.

Elle jouxte une portion tronconique occupant la majeure par-  It adjoins a frustoconical portion occupying most of the

tie de l'enceinte du four; c'est sa cuve qui renferme la partie essentielle de la charge descendant vers les zones  part of the oven enclosure; it is its tank which contains the essential part of the load descending towards the zones

aux températures plus élevées. La base de la portion tron-  at higher temperatures. The base of the truncated portion

conique est prolongée par une portion cylindrique médiane -  conical is extended by a medial cylindrical portion -

le ventre - qui assure un passage progressif de la charge dans la seconde portion tronconique à conicité inverse: l'étalage. Celui-ci prend appui sur la partie cylindrique  the belly - which ensures a gradual passage of the load in the second frustoconical portion with inverse conicity: the display. It is supported on the cylindrical part

inférieure qui se divise, en hauteur, en deux zones, l'ou-  lower, which divides, in height, into two zones, the

vrage et le creuset, ce dernier se terminant par un fond revêtu, la sole. Le creuset recueille les produits liquides  and the crucible, the latter ending in a coated bottom, the sole. The crucible collects liquid products

de la fusion: le laitier au-dessus, le ferrosilicium au-  fusion: the slag above, ferrosilicon

dessous. Dans la partie supérieure du creuset, est prévu un trou de coulée pour le laitier, et dans sa partie inférieure, un trou de coulée pour le ferrosilicium. Sur le pourtour de l'ouvrage sont disposées des tuyères à brûleurs amenant dans  below. In the upper part of the crucible is provided a taphole for the slag, and in its lower part, a taphole for ferrosilicon. On the perimeter of the structure are arranged nozzles with burners leading into

le four de l'air, un gaz, un combustible pulvérisé ou li-  furnace, a gas, a pulverized fuel or

quide. On obtient du ferrosilicium dans un four à puits par fusion de minéraux à taux élevé de silice avec du fer  quide. Ferrosilicon is obtained in a well furnace by melting high silica minerals with iron

ou ses oxydes en présence d'un réducteur carboné.  or its oxides in the presence of a carbon reductant.

Le procédé prévoit l'enfournement, par la trémie du gueulard, d'une charge constituée de quartz, de quartzite ou d'autres minéraux au taux de bioxyde de silicium (silice) non inférieur à 96%, de copeaux de fer sans rouille et d'un  The process involves the charging by the hopper of the top of a load consisting of quartz, quartzite or other minerals at the rate of silicon dioxide (silica) of not less than 96%, iron chips without rust and a

réducteur carboné solide: du petit coke. Après le charge-  solid carbon reductant: small coke. After the charge-

ment, on réchauffe le four en amenant, par les brûleurs, un mélange enflammé de gas-oil, d'un gaz ou de poussières de charbon en mélange avec l'air. Lorsque la charge est portée à 1350 C, il y a, en présence du réducteur carboné de petit coke, une réduction du fer et du silicium à partir de leurs  The furnace is heated by bringing an ignited mixture of gas oil, a gas or coal dust mixed with the air into the burners. When the charge is raised to 1350 C, there is, in the presence of the carbon reducer of small coke, a reduction of iron and silicon from their

oxydes, avec formation de ferrosilicum. Lors de la réduc-  oxides, with formation of ferrosilicum. When reducing

tion, il y a un dégagement d'oxyde de carbone gazeux qui est  tion, there is a gaseous carbon monoxide release which is

évacué du four à travers le gueulard. L'élévation de tempé-  evacuated from the oven through the throat. The temperature rise

rature favorise l'accroissement du taux de silicium dans le ferrosilicum. Le ferrosilicum et le laitier descendent en  This enhancement favors the increase of the silicon content in the ferrosilicum. Ferrosilicum and slag are

formant un bain. Le laitier flotte à la.surface du ferrosi-  forming a bath. The slag floats on the surface of ferrosi-

licium. Après une accumulation suffisante du métal, lorsque le niveau du laitier dépasse l'orifice du trou supérieur de coulée, on le perce et on soutire le laitier, après quoi  Licium. After a sufficient accumulation of the metal, when the level of the slag exceeds the orifice of the upper casting hole, it is pierced and the slag is withdrawn, after which

on évacue le ferrosilium par le trou inférieur de coulée.  the ferrosilium is evacuated through the lower casting hole.

Ensuite, on bouche les trous de coulée avec de l'argile  Then we close the tapholes with clay

réfractaire et on procède à un nouveau cycle de fusion.  refractory and proceed to a new melting cycle.

Toutefois, ce procédé fournit du ferrosilicium à faible taux de silicium, à partir de minerais riches en  However, this process provides low silicon ferrosilicon from high-grade ores.

bioxyde de silicium.silicon dioxide.

Le procédé prévoit un accroissement du taux de débris métalliques dans la charge jusqu'à 45% en poids et une forte  The process provides for an increase in the rate of metal debris in the load up to 45% by weight and a high

consommation de matériau carboné spécialement préparé,le pe-  consumption of specially prepared carbon material, the

tit coke. Cela étant, 30%' en poids seulement du silicium sont réduits du minerai, le reste du bioxyde de silicium passant dans le laitier. La quantité des déchets solides se voit augmenter dans le procédé en question. En outre, le procédé de fabrication de ferrosilicium dans une unité à  coke tit. However, only 30% by weight of the silicon is reduced from the ore with the remainder of the silicon dioxide passing through the slag. The amount of solid waste is increased in the process in question. In addition, the process for the manufacture of ferrosilicon in a

foyer n'est pas conjugué à la production d'énergie électri-  household is not combined with the production of electricity

que.than.

On connait un procédé d'obtention de ferrosilicium dans une unité énergétique à foyer (SU, A, 815060). En.tant que combustibles, on utilise, dans cette unité à foyer, des matières carbonées dont le laitier contient 10 à 22% en  There is known a method for obtaining ferrosilicon in an energy unit with focus (SU, A, 815060). As fuel, in this hearth unit, carbonaceous materials are used whose slag contains 10 to 22% by weight.

poids d'oxyde de fer.weight of iron oxide.

L'unité énergétique à foyer est formée par quatre parois verticales, et sa sole, par deux parois inclinées constituées de sections qui sont des faisceaux de tubes refroidis à l'eau. De chaque côté longitudinal de l'unité  The energy unit hearth is formed by four vertical walls, and its sole, by two inclined walls consisting of sections which are bundles of tubes cooled with water. On each longitudinal side of the unit

à foyer, dans ses parois verticales, sont prévues des ouver-  in its vertical walls, there are openings for

tures, disposées deux par deux, et laissant passer des brû-  tures, arranged in pairs, and allowing burners to

leurs. la surface intérieure du foyer, à l'endroit du mon-  their. the interior surface of the hearth, at the place of

tage des brûleurs et au-dessous d'eux, ainsi que toutes les surfaces en pente de la sole, sont revêtues de matériaux réfractaires. L'inclinaison des sections de la sole est orientée vers les trous de coulée. Ils sont destinés à éva- cuer le laitier de l'unité à foyer dans des cuves montées  The burners and below them, as well as all sloping surfaces of the hearth, are coated with refractory materials. The inclination of the sections of the hearth is oriented towards the tapholes. They are intended to evacuate the slag from the hearth unit in mounted tanks

au-dessous de ceux-ci et remplies d'eau: les granulateurs.  below these and filled with water: the granulators.

Ces derniers sont munis de bandes transporteuses qui amè-  The latter are equipped with conveyor belts

nent le laitier granulé vers le conduit d'évacuation hydrau-  granulated slag to the hydraulic exhaust pipe.

lique, ce laitier empruntant ensuite un conduit aboutissant au crassier. Dans la partie supérieure de l'unité à foyer,  lique, this slag then borrowing a pipe ending in the slag. In the upper part of the fireplace unit,

est prévu un générateur de vapeur tubulaire, mis en communi-  there is a tubular steam generator, put in communi-

cation avec une turbine à vapeur et un générateur électri-  with a steam turbine and an electric generator.

que. Plus loin, sur la voie de cheminement des gaz chauffés,  than. Further, on the path of the heated gases,

sont disposés des échangeurs de chaleur, des filtres élec-  heat exchangers, electrical filters and

triques et un tube engendrant une dépression aérodynamique  and a tube causing aerodynamic depression

dans l'unité à foyer.in the home unit.

La plupart des brûleurs de l'unité à foyer sont con-  Most burners in the fireplace unit are

çus pour amener des poussières de charbon avec un coeffi-  to bring coal dust with a coeffi-

cient d'excédent d'oxygène de 1,1 à 1,19. Un ou deux brû-  oxygen surplus of 1.1 to 1.19. One or two burns

leurs marchent au gas-oil et sont destinés à maintenir la température d'éclair du combustible solide. La nécessité d'utiliser des brûleurs fonctionnant au gas-oil apparaît en cas de mise en oeuvre de combustibles de basse qualité, caractérisés par une faible teneur en matières organiques  their walk to diesel and are intended to maintain the flash temperature of the solid fuel. The need to use diesel fuel burners arises when low-grade fuels with low organic content are used.

et en hydrocarbures volatils.and volatile hydrocarbons.

Selon le procédé connu, le combustible carboné,  According to the known method, the carbonaceous fuel,

mélange à l'air, est amené dans l'unité énergétique à foyer.  air mixture, is brought into the home energy unit.

La température à l'intérieur du foyer étant de 1500 à 1550 C, le combustible est mis à feu et brûle avec un coefficient d'excédent d'oxygène de 1,1 à 1,19, en réchauffant les gaz à l'intérieur du foyer. Les gaz cèdent leur chaleur aux surfaces de chauffage du générateur de vapeur, dans les tubes duquel l'eau se transforme en vapeur. Cette dernière est amenée à la turbine. qui met le générateur électrique  The temperature inside the hearth being 1500 to 1550 C, the fuel is ignited and burns with a coefficient of oxygen surplus of 1.1 to 1.19, by heating the gases inside the furnace. home. The gases give up their heat to the heating surfaces of the steam generator, in the tubes of which water is transformed into steam. The latter is brought to the turbine. who puts the electric generator

en rotation, qui produit de l'énergie électrique.  in rotation, which produces electrical energy.

Dans le foyer, lors de la combustion des poussières de charbon, les conditions se trouvent réunies pour déclencher la réaction de réduction des éléments à partir des oxydes correspondants (partie minérale du combustible): lefer, le  In the furnace, during the combustion of the coal dust, the conditions are met to trigger the reduction reaction of the elements from the corresponding oxides (mineral part of the fuel): the iron, the

silicium, l'aluminium, le calcium, etc. Ces conditions.  silicon, aluminum, calcium, etc. These conditions.

sont: la haute température du milieu gazeux dans le foyer, comprise entre 1500 et 1550 C, la présence d'un réducteur solide (le carbone) et gazeux (l'oxyde de carbone) et le temps suffisant au déroulement de la réaction de réduction  are: the high temperature of the gaseous medium in the furnace, between 1500 and 1550 ° C., the presence of a solid (carbon) and gaseous reductant (the carbon oxide) and the sufficient time to carry out the reduction reaction

et à la séparation des produits de la réaction. Des parti-  and the separation of the products of the reaction. Some

cules microscopiques d'un métal réduit, le fer pour l'essen-  microscopic effects of a reduced metal, iron for the essential

tiel, et de ferro-silicium à faible taux de silicium, se forment au sein des grains de charbon: les cendres et le  and ferro-silicon with a low silicon content are formed in the grains of coal: ash and

laitier déposés sur les parois et la sole du foyer.  slag on the walls and hearth of the hearth.

Toutefois, la durée de séjour des particules de charbon au sein des gaz portés à une haute température n'assure pas l'intégralité de la réduction des oxydes de fer et de silicium et l'agglomération des gouttes des éléments réduits en leur alliage: un ferrosilicium à  However, the residence time of the carbon particles in the gases brought to a high temperature does not ensure the entirety of the reduction of the oxides of iron and silicon and the agglomeration of the drops of the reduced elements in their alloy: a ferrosilicon to

faible taux de silicium.low silicon content.

Les petites inclusions de fer réduit et de son alliage avec le silicium, présentes dans les particules des cendres, ne sauraient être considérées comme un produit  The small inclusions of reduced iron and its alloy with silicon, present in the particles of ashes, can not be considered as a product

marchand à vocation métallurgique.  merchant with metallurgical vocation.

La majeure partie (80 à 859o en poids) du combustible brûlé est évacuée de l'enceinte du foyer, sous forme de particules de cendres, conjointement avec les gaz dégagés lors de la combustion. En refroidissant progressivement dans les échangeurs de chaleur, les gaz passent à travers les filtres électriques et sont rejetés à l'atmosphère par la cheminée. Les particules de cendres sont séparées des gaz dans les filtres électriques et éliminées par lavage dans le conduit d'évacuation de cendres et de laitier. La pulpe de cendres et de laitier va au crassier par des canalisations. Une partie moins importante '15 à 20% en poids; des matières incombustibles contenues dans le combustible se dépose sur les parois et les surfaces de la sole du foyer sous forme de laitier. Ce laitier migre à une vitesse relativement peu élevée, qui est fonction de sa viscosité à une température donnée, vers la partie inférieure de l'enceinte du foyer, en direction du trou de coulée. Au cours du cheminement du laitier, des phénomènes similaires à ceux procédemment décrits se déroulent en son  Most (80 to 85% by weight) of the burned fuel is removed from the hearth enclosure, in the form of ash particles, together with the gases released during combustion. By gradually cooling in the heat exchangers, the gases pass through the electrical filters and are released to the atmosphere by the chimney. The ash particles are separated from the gases in the electric filters and washed off in the ash and slag exhaust duct. The pulp of ash and slag goes to the slag by pipes. A minor portion of 15 to 20% by weight; incombustible materials contained in the fuel are deposited on the walls and surfaces of the hearth hearth as slag. This slag migrates at a relatively low speed, which is a function of its viscosity at a given temperature, towards the lower part of the hearth enclosure, towards the taphole. During the course of the slag, phenomena similar to those described above take place in its

sein.breast.

Toutefois, les conditions thermiques stables, déterminées par la grande capacité calorifique du laitier et la durée considérable de son séjour dans ces conditions, favorisent le déroulement à fond des réactions de réduction des oxydes de fer et de silicium, qui sont plus complètes dans le laitier que dans les cendres. Il se forme, au sein du laitier, un alliage. à savoir un ferrosilicium à faible taux de silicium, qui revêt l'aspect de gouttes distinctes dont le diamètre atteint 4 à 5 mm. Les gouttes d'alliage sont évacuées par le trou de coulée, conjointement avec la masse non réduite des oxydes et envoyées dans la cuve de granulation. La granulation de la masse fondue s'effectue avec un refroidissement rapide, la conséquence en étant le dégagement d'une partie des gouttes de ferrosilicium. Les granules de ferrosilicium peuvent ainsi être séparés de 'la masse minérale figée de laitier. A cette fin, dans le système d'évacuation de cendres et de laitier avec de l'eau, est prévu un poste o un piège hydraulique est monté, qui capte  However, the stable thermal conditions, determined by the great heat capacity of the slag and the considerable duration of its stay in these conditions, favor the full development of the reduction reactions of the oxides of iron and silicon, which are more complete in the slag only in the ashes. In the slag, an alloy is formed. namely a low silicon ferrosilicon, which takes the appearance of distinct drops whose diameter reaches 4 to 5 mm. The alloy drops are discharged through the taphole together with the unreduced mass of the oxides and sent to the granulation tank. The granulation of the melt is carried out with rapid cooling, the consequence being the release of part of the ferrosilicon drops. The ferrosilicon granules can thus be separated from the frozen mineral mass of slag. To this end, in the ash and sludge disposal system with water, there is a station where a hydraulic trap is mounted, which captures

les granules de ferrosilicium.ferrosilicon granules.

En procédant de la sorte, on parvient à cumuler,  By proceeding in this way, we manage to cumulate,

dans une même unité à foyer, la production d'énergie électri-  in the same household unit, the production of electricity

que et une transformation partielle des déchets solides  that and a partial transformation of solid waste

provenant du foyer en produits commercialisables: un ferro-  from the home in marketable products: a ferro-

silicium à faible taux de silicium et des matières premières  silicon with low silicon content and raw materials

pour la fabrication de matériaux de construction.  for the manufacture of building materials.

Etant donné que la réduction conduisant à l'obtention d'un ferro-alliage à partir des oxydes de métaux se déroule à une température ne dépassant pas 1400 à 1450 C, qui assure l'évacuation du laitier à l'état liquide, ce dernier s'écoulant par gravité sur les parois et la sole du foyer vers le trou de coulée, la viscosité du-laitier reste assez élevée: à peu près de 6 à 20 Pa.s. Dans ces conditions, l'échange de masse au sein du laitier en fusion se voit entravé. Les gouttes susceptibles d'être captées dans les pièges hydrauliques résultent du fusionnement des particules de ferrosilicium constituant 2,5 à 20% en poids  Since the reduction leading to obtaining a ferroalloy from the metal oxides takes place at a temperature not exceeding 1400 to 1450 C, which ensures the evacuation of the liquid slag, the latter flowing by gravity on the walls and hearth hearth to the taphole, the viscosity of the slag remains quite high: about 6 to 20 Pa.s. Under these conditions, the exchange of mass within the molten slag is hindered. Drops likely to be collected in hydraulic traps result from the fusion of the ferrosilicon particles constituting 2.5 to 20% by weight

des oxydes de fer ou 0,5 à 2,0% en poids du laitier.  iron oxides or 0.5 to 2.0% by weight of the slag.

Le procédé en question ne prévoit l'obtention de ferrosilicium qu'à partir de la partie des déchets solides du combustible qui passe dans le laitier. C'est ce qui équivaut à 15 à 20% en poids-des constituants incombustibles  The method in question provides for obtaining ferrosilicon only from the solid waste portion of the fuel that passes into the slag. This is equivalent to 15 to 20% by weight of incombustible constituents

du combustible solide ou à 4,5 à 6,0% en poids du charbon.  solid fuel or 4.5 to 6.0% by weight of the coal.

Les cendres provenant des centrales thermiques et les scories résultant de la combustion du gas-oil n'interviennent pas dans les processus décrits d'obtention de ferrosilicium et  Ashes from thermal power plants and slags resulting from the combustion of gas oil are not involved in the described processes for obtaining ferrosilicon and

de matières premières de construction.  of raw materials of construction.

L'invention a pour objectif de mettre au point un  The object of the invention is to develop a

procédé d'obtention de ferrosilicium dans une unité énergé-  process for obtaining ferrosilicon in an energy unit

tique à foyer, procédé qui permettrait, en créant les conditions thermodynamiques les plus favorables pour le déroulement de la réaction de réduction et en régulant le régime thermique dans l'unité énergétique à foyer, d'accroître le rendement en ferrosilicium tout en fournissant une technique de production d'énergie électrique avec une faible  house tick, a process which would, by creating the most favorable thermodynamic conditions for the course of the reduction reaction and regulating the thermal regime in the home energy unit, increase the yield of ferrosilicon while providing a technique of electric power generation with a low

quantité de déchets.amount of waste.

Le problème ainsi posé est résolu avec un procédé d'obtention de ferrosilicium dans une unité énergétique à foyer utilisant, comme combustible, des matières carbonées  The problem thus posed is solved with a process for obtaining ferrosilicon in a furnace energy unit using, as fuel, carbonaceous materials

dont les laitiers contiennent des oxydes de fer à la pro-  whose slags contain iron oxides

portion de 10 à 22% en poids, procédé consistant à isoler le ferrosilicium du laitier résultant de la combustion, procédé o, conformément à l'invention, on crée, dans l'unité à foyer, un bain de laitier et on amène, sur sa surface, un jet de combustible hydrocarboné, en réchauffant ce bain à une température de 1700 à 1800 C, le combustible hydrocarboné étant amené simultanément avec des produits  portion of 10 to 22% by weight, process of isolating the ferrosilicon from the slag resulting from the combustion process according to the invention, is created in the unit hearth, a slag bath and is brought, on its surface, a jet of hydrocarbon fuel, by heating this bath to a temperature of 1700 to 1800 C, the hydrocarbon fuel being fed simultaneously with products

pulvérisés résultant de la combustion de matières carbonées.  pulverized resulting from the combustion of carbonaceous materials.

L'amenée d'un jet de combustible hydrocarboné assure les conditions isothermiques du déroulement de la réaction  The supply of a jet of hydrocarbon fuel ensures the isothermal conditions of the course of the reaction

de réduction. A cet effet, le jet de combustible hydro-  reduction. For this purpose, the hydro-fuel jet

carboné est amené sur la surface du bain de laitier inten-  carbon dioxide is brought to the surface of the slag bath

tionnellement créé dans la partie du foyer attenant à la  created in the part of the home adjoining the

sole et on porte ce bain à une température de 1700 à 1800 C.  sole and this bath is brought to a temperature of 1700 to 1800 C.

La création du bain de laitier assure des conditions favorables pour une surchauffe du laitier en fusion de 200 à 250 C par rapport à la température normale d'évacuation du laitier liquide. Cela est rendu possible grâce à la chaleur supplémentaire dégagée lors du brûlage du combustible hydrocarboné. En outre, l'existence d'un bain de laitier créé des conditions thermodynamiques favorables pour la réduction des oxydes de fer par le carbone, à savoir la température constante et plus haute du milieu qu'est le laitier en fusion contenant les oxydes de métaux et le réducteur carboné, assure une surface réactionnelle plus grande de la réduction. Il s'ensuit qu'à la réaction de réduction peut prendre part une plus grande partie des oxydes de fer et d'autres métaux que  The creation of the slag bath ensures favorable conditions for overheating of the molten slag from 200 to 250 ° C. with respect to the normal temperature of liquid slag evacuation. This is made possible by the additional heat generated during the burning of the hydrocarbon fuel. In addition, the existence of a slag bath creates favorable thermodynamic conditions for the reduction of iron oxides by carbon, namely the constant and higher temperature of the medium which is the molten slag containing the metal oxides. and the carbon reductant provides a larger reaction area of the reduction. As a result, the reduction reaction may take up a greater part of the iron oxides and other metals than

dans le procédé connu.in the known process.

D'autre part, une faible viscosité du milieu dans lequel se déroule la réaction de réduction favorise un échange de masse plus intense. Les produits gazeux de la ré-action se dégagent et remontent à là surface du laitier en fusion d'une façon plus intense. Les gouttes de métal fondu, résultant de la réduction à partir de ses oxydes, descendent par gravité et s'accumulent sur le fond du foyer. A cause de la grande différence entre les densités du laitier et du métal, ce dernier forme, sur le fond du foyer, une couche d'alliage de Si et Fe. C'est ce qui permet d'organiser le processus technologique de manière à assurer les coulées disctinctes du laitier et de l'alliage métallique,  On the other hand, a low viscosity of the medium in which the reduction reaction takes place favors a more intense mass exchange. The gaseous products of the re-action are released and rise to the surface of the molten slag in a more intense way. The drops of molten metal, resulting from the reduction from its oxides, descend by gravity and accumulate on the bottom of the hearth. Because of the great difference between the densities of the slag and the metal, the latter forms, on the bottom of the hearth, a layer of alloy of Si and Fe. This is what allows to organize the technological process so as to ensure the proper casting of slag and metal alloy,

notamment du ferrosilicium.especially ferrosilicon.

L'amenée de matières carbonées pulvérisées simulta-  The supply of pulverized carbonaceous materials simultaneously

nément avec le combustible hydrocarboné favorise l'entrée, dans la réduction, des oxydes les plus facilement réducti-  with the hydrocarbon fuel promotes the entry, in reduction, of the most easily reducing oxides.

bles, en accroissant ainsi le rendement en ferroalliages.  increasing the yield of ferroalloys.

On a intérêt à utiliser, comme matières carbonées pulvérisées, les produits résultant de la combustion des matières carbonées, ces produits prenant naissance dans  It is advantageous to use, as pulverized carbonaceous materials, the products resulting from the combustion of the carbonaceous materials, these products originating in

l'unité énergétique à foyer elle-même.  the home energy unit itself.

Cela contribue à réduire-les déchets de la production  This helps to reduce waste-production

d'énergie électrique.of electrical energy.

Le procédé proposé d'obtention de ferrosilicium dans  The proposed process for obtaining ferrosilicon in

une unité énergétique à foyer permet donc d'obtenir, simul-  an energy unit with a focus makes it possible to obtain, simul-

tanément et dans un même groupe, de l'énergie thermique ou  at the same time and in the same group, thermal energy or

électrique et du ferrosilicium.electric and ferrosilicon.

La conjugaison rationnelle des deux processus fournit un produit inédit pour les unités énergétiques. Sa production utilise l'énergie engagée pour fondre la partie  The rational combination of the two processes provides an unprecedented product for energy units. Its production uses energy committed to melt the part

incombustible du charbon, en la transformant en laitier.  incombustible coal, turning it into a slag.

La réalisation du processus conjugué ne nécessite qu'une  The realization of the combined process requires only one

faible quantité de chaleur supplémentaire. Elle est néces-  low amount of extra heat. It is necessary

saire pour surchauffer le laitier de 200 à 250 C afin d'améliorer l'échange de masse lors de la réaction de réduction de métaux à partir des oxydes contenus dans le laitier.  to overheat the slag from 200 to 250 C in order to improve the mass exchange during the metal reduction reaction from the oxides contained in the slag.

L'introduction, dans le jet de combustible hydro-  The introduction into the jet of hydro-

carboné, des additifs mentionnés plus haut permet, d'une part, d'améliorer le rendement en ferrosilicium, et d'autre  the additives mentioned above makes it possible, on the one hand, to improve the yield of ferrosilicon, and on the other hand

part, de réduire plus encore les déchets solides.  to further reduce solid waste.

Grâce à ce qui vient d'être énuméré, le procédé proposé permet d'organiser, avec une faible quantité de déchets, la production d'énergie thermique ou électrique en utilisant la chaleur du laitier en fusion et, partiellement, les déchets solides du combustible énergétique dans les centrales thermiques pour la production de ferroalliages et de matières premières pour la fabrication de matériaux de construction. La meilleure variante non limitative de réalisation  As a result of the above, the proposed process allows the generation of thermal or electrical energy using the heat of the molten slag and partly the solid waste of the fuel with a small amount of waste. energy in thermal power plants for the production of ferroalloys and raw materials for the manufacture of building materials. The best non-limiting embodiment variant

de l'invention consiste en ce qui suit.  of the invention consists of the following.

Le procédé de l'invention est réalisé dans n'importe quelle unité énergétique à foyer connue, qui utilise, comme combustible, des matières carbonées dont le laitier contient des oxydes de fer à la proportion de 10 à 22%o en poids. C'est ainsi que l'unité à foyer peut être formée par quatre parois  The process of the invention is carried out in any known hearth energy unit, which uses, as fuel, carbonaceous materials whose slag contains iron oxides in the proportion of 10 to 22% by weight. This is how the fireplace unit can be formed by four walls

verticales, et son fond, par deux parois inclinées consti-  vertical, and its bottom, by two inclined walls constituting

tuées de sections qui sont des faisceaux de tubes refroidis à l'eau. Ces sections sont revêtues intérieurement de matériaux réfractaires. Dans la paroi frontale et la paroi arrière de l'unité à foyer, sont prévues des ouvertures dans lesquelles sont montés des brûleurs disposés deux par deux, l'un en face de l'autre. L'unité énergétique à foyer possède normalement huit à douze brûleurs dont un ou deux marchent au combustible hydrocarboné, de préférence au gas-oil ou au gaz naturel, et les autres au combustible carboné solide  killed sections that are bundles of tubes cooled with water. These sections are lined internally with refractory materials. In the front wall and the rear wall of the hearth unit, there are openings in which burners are arranged arranged in pairs, facing each other. The stove energy unit normally has eight to twelve burners, one or two of which burn with hydrocarbon fuel, preferably with gas oil or natural gas, and the others with solid carbonaceous fuel.

pulvérisé: le charbon, la tourbe, les schistes.  pulverized: coal, peat, schist.

Dans l'unité considérée, les brûleurs fonctionnant au  In the unit under consideration, the burners operating at

combustible hydrocarboné sont orientés vers le fond de l'uni-  hydrocarbon fuel are oriented towards the bottom of the

té à foyer. En outre, ils sont munis d'un système d'amenée de matières pulvérisées conjointement avec le combustible  té à foyer. In addition, they are provided with a system for feeding pulverized materials together with the fuel

hydrocarboné.hydrocarbon.

Dans la partie de sole de l'unité énergétique à fo-  In the sole part of the energy unit

yer, sont prévus des trous de coulée pour le laitier. L'in-  yer, there are provided tapholes for the slag. Linen-

clinaison des sections formant la sole de l'unité à foyer  tilting of the sections forming the hearth of the hearth unit

est orientée vers ces trous de coulée, servant à l'évacua-  is directed towards these tapholes, serving for the evacuation

tion du laitier. Autour des trous de coulée est prévue une protection en un matériau réfractaire. Cette protection, avec une partie des sections de la sole, forme l'enceinte remplie de laitier en fusion lors du fonctionnement de  slag. Around the tapping holes is provided a protection in a refractory material. This protection, with part of the sections of the hearth, forms the enclosure filled with molten slag during the operation of

l'unité énergétique à foyer, formant le bain de laitier.  the energy unit with focus, forming the slag bath.

Dans la sole est pratiqué un trou de coulée pour l'évacua-  In the sole is a taphole for the evacuation

tion du ferrosilicium. Immédiatement au-dessous des trous de  ferrosilicon. Immediately below the holes of

coulée pour le laitier sont disposées des cuves de granula-  casting for the slag are arranged granular tanks

tion, munies de bandes transporteuses pour l'amenée du lai-  equipped with conveyor belts for the conveyance of

tier granulé refroidi vers le conduit d'évacuation de cen-  pellet cooled to the central exhaust duct

dres et de laitier avec de l'eau. Ce conduit est mis en com-  dres and slag with water. This conduit is put in

munication avec une station de pompage, dont les pompes sont raccordées à la canalisation aboutissant au crassier de la  communication with a pumping station, the pumps of which are connected to the pipe leading to the crassier of the

centrale thermique.thermal power station.

La régulation du régime de combustion dans l'unité énergétique à foyer s'effectue par modification du débit du  The regulation of the combustion regime in the energy unit with focus is made by changing the flow of the

combustible amené par les brûleurs, et de celui du combu-  fuel supplied by the burners, and that of fuel

rant, dont le rapport est défini par le coefficient d'excé-  the ratio of which is defined by the coefficient of

dent d'oxygène. I1 a normalement une valeur voisine de l'unité. Lors du brûlage du combustible carboné, il y a un dégagement de chaleur qui réchauffe la surface des tubes refroidis à l'eau. Il y a formation, dans les tubes, d'une vapeur surchauffée. Elle est aménée à une turbine qui met un  oxygen tooth. It normally has a value close to unity. When burning carbon fuel, there is a release of heat that heats the surface of the water-cooled tubes. There is formation in the tubes of a superheated steam. It is fitted to a turbine that puts a

rotor d'un générateur d'énergie électrique en rotation.  rotor of a generator of electrical energy in rotation.

La combustion non seulement fournit de la chaleur,  Combustion not only provides heat,

mais engendre également des particules solides du com-  but also generates solid particles of

bustible non brûlé, des cendres emportées avec les gaz chauds, et le laitier. Ces matières sont les déchets de  unburned fuel, ashes carried away with hot gases, and slag. These materials are waste

la production de l'énergie électrique.  the production of electrical energy.

Le laitier déposé sur les parois du foyer ruisselle sur elles pour former un bain de laitier dans la partie de sole de l'unité énergétique à foyer. La température du laitier est voisine de celle requise pour l'évacuation  The slag deposited on the walls of the hearth trickles over them to form a slag bath in the hearth part of the energy unit. The temperature of the slag is close to that required for evacuation

normale du laitier liquide d'un combustible donné.  normal liquid slag of a given fuel.

En dirigeant, sur la surface du bain de laitier,la torche d'un brûleur marchant à un combustible hydrocarboné,  Directing, on the surface of the slag bath, the torch of a burner moving to a hydrocarbon fuel,

notamment au gas-oil, dont le pouvoir calorifique est supé-  diesel, whose calorific value is higher than

rieur à celui du combustible carboné pulvérisé (charbon,  with that of the pulverized carbon fuel (coal,

tourbe, schistes), on porte le bain de laitier à une tempé-  peat, shale), the slag bath is brought to a temperature of

rature de 1700 à 1800 C.from 1700 to 1800 C.

Le chauffage du bain de laitier jusqu'à la tempéra-  Heating the slag bath to the temperature

ture de 1700 à 1800 C accroît le rendement en fer et sili-  from 1700 to 1800 C increases the yield of iron and

cium réduits.reduced.

Ces données ont été obtenues par voie expérimentale  These data were obtained experimentally

et sont résumées au tableau 1.and are summarized in Table 1.

TABLEAU 1TABLE 1

N Température Taux de ferro- taux de silicium d'ordre du laitier silicium réduit, dans le ferro- d'aluminium fondu, C % du poids du silicium du laitier  N Temperature Silicon ferro- rate reduced silicon slag in molten ferro-aluminum, C% of the weight of the slag silicon

1 1 550 0,6 8 à 121 1,550 0.6 8 to 12

2 1 610 ' 1,85 10 à 14 traces2 1 610 '1.85 10 to 14 traces

3 1 650 2,4 10 à 17 0,563 1,650 2.4 10 to 17 0.56

4 1 700 6,8 18 à 25 0,674 1,700 6.8 18 to 25 0.67

1 720 7,4 22 à 28 1,111,720 7.4 22 to 28 1.11

6 1 760 8,3 24 à 32 1,866 1,760 8.3 24 to 32 1.86

7 1 800 10,1 34 à 40 1,967 1 800 10.1 34 to 40 1.96

8 1 810 6,1 17 à 22 4,78 1,810 6.1 17 to 22 4.7

9 1 840 3,7 14 à 17 9,63 -9 1,840 3.7 14 to 17 9.63 -

I1 ressort, du tableau 1, que le résultat optimal s'obtient avec un réchauffement du bain de laitier à une  It can be seen from Table 1 that the optimum result is obtained with a warming of the slag bath at a

température comprise en 1700 et 1800 C.  temperature included in 1700 and 1800 C.

On n'a pas intérêt à rechauffer le bain de laitier à une température inférieure à 1700 C, car le rendement en ferrosil'icium réduit se maintient au niveau du procédé  It is not advantageous to heat the slag bath to a temperature below 1700 C, because the reduced ferrosilicon yield is maintained at the level of the process

connu décrit plus haut.-known described above.-

Le réchauffement du bain de laitier à une température supérieure à 1800 0C ne peut être recommandé, car on observe  The heating of the slag bath at a temperature above 1800 0C can not be recommended, as we observe

une baisse du rendement en ferrosilicium du fait de la for-  a fall in the yield of ferro-silicon due to the

mation du mono-oxyde de silicium. Parallèlement, on assiste à l'accroissement de la quantité de l'aluminium réduit, à  of the mono-silicon oxide. At the same time, there is an increase in the amount of aluminum reduced,

partir de son oxyde. Sa présence dans les pré-alliages déso-  from its oxide. Its presence in the pre-alloys

xydants est indésirable et réglementée par les spécifications  xydants is undesirable and regulated by specifications

correspondantes de la métallurgie. En outre, à des tempéra-  corresponding metallurgy. In addition, at temperatures

tures aussi élevées, le matériau formant le revêtement du  such a high material, the material forming the coating of

bain de laitier subit une intense destruction.  slag bath undergoes intense destruction.

Il faut considérer comme optimal le déroulement du processus de réduction de fer et de silicium à partir de leurs oxydes à une température de 1780 à 1800 C, assurant un rendement en ferro-alliage allant jusqu'à 10% en poids  The process of reducing iron and silicon from their oxides at a temperature of 1780 to 1800 ° C should be regarded as optimal, ensuring a ferroalloy yield of up to 10% by weight

et un taux de silicium maximal dans l'alliage, allant jus-  and a maximum silicon content in the alloy, up to

qu'à 34 à 40% en poids.than 34 to 40% by weight.

A une température de 1700 à 1800 C, la viscosité  At a temperature of 1700 to 1800 C, the viscosity

du laitier, qui est à l'origine de 4 à 6 Pa's, se voit bais-  slag, which is at the origin of 4 to 6 Pa's, is seen

ser jusqu'à 1 à 2 Pa.-s. Dans un milieu ayant une faible résistance hydraulique, l'intensité de l'échange de masse s'accroît à la surface des particules du désoxydant solide (le charbon) à la faveur du transport des gouttes de fer et de silicium réduits en direction du fond du bain de laitier et des bulles d'oxyde de carbone remontant à la surface du  up to 1 to 2 Pa.-s. In a medium with a low hydraulic resistance, the intensity of the mass exchange increases on the surface of the particles of the solid deoxidizer (coal) thanks to the transport of the drops of iron and silicon reduced towards the bottom. of slag bath and carbon monoxide bubbles rising to the surface of the

bain de laitier. Ensuite, les gaz qui se dégagent à la sur-  slag bath. Then, the gases that emerge on the surface

face du laitier sont entraînés avec les gaz dégagés lors de  face of the slag are entrained with the gases released during

*la combustion.*combustion.

D'autre part, avec une faible viscosité du laitier, il se produit, sous l'effet de la force de gravité, une démixtion du laitier en fusion. Dansla partie inférieure s'accumule une couche pleine de métal réduit, et audessus  On the other hand, with a low viscosity of the slag, under the effect of the force of gravity, a demixing of the molten slag occurs. In the lower part a layer of reduced metal accumulates, and above

d'elle, celle de laitier, plus léger. Tout au long du fonc-  from her, that of slag, lighter. Throughout

tionnement de l'unité énergétique à foyer, le transport des métaux vers le bas et la montée du laitier débarrassé des  energy unit, the transport of metals downwards and the rise of slag

métaux lourds se poursuivent sans discontinuer.  Heavy metals continue unabated.

L'élévation de la température du bain de laitier  Elevation of the temperature of the slag bath

jusqu'à 1700 à 1800 C a donc pour effet d'augmenter la quan-  up to 1700 to 1800 C has the effect of increasing the

tité du métal réduit à partir du laitier et d'améliorer sa qualité à la faveur des conditions thermodynamiques plus  reduced metal from the slag and to improve its quality through thermodynamic conditions more

favorables de déroulement de la réaction de réduction.  favorable course of the reduction reaction.

Simultanément avec le combustible hydrocarboné, on  Simultaneously with the hydrocarbon fuel,

amène, sur la surface du bain de laitier, des produits pul-  brings to the surface of the slag bath, pulverulent products

vérisés résultant de la combustion de matières carbonées et  values resulting from the combustion of carbonaceous materials and

prenant naissance dans l'unité énergétique à foyer elle-  arising in the energy unit at home

même.even.

L'amenée, conjointement avec le combustible hydro-  The supply, together with the hydro-

carboné, des produits pulvérisés résultant de la combustion de matières carbonées, notamment des poussières de charbon et des cendres, sur la surface du bain de laitier, accroit la quantité des déchets solides des centrales thermiques que  carbon, pulverized products resulting from the combustion of carbonaceous materials, in particular coal dust and ash, on the surface of the slag bath, increases the amount of solid waste from thermal power plants that

l'on peut réutiliser, et, partant, la quantité de ferrosili-  can be reused, and hence the amount of ferrosilicon

cium obtenu et des matières premières pour la fabrication de  obtained and raw materials for the manufacture of

matériaux de construction, débarrassées des oxydes de fer.  building materials, cleared of iron oxides.

En tant que produits pulvérisés résultant de la com-  As pulverized products resulting from the combination

bustion de matières carbonées, on peut utiliser non seule-  burning of carbonaceous materials, not only can

ment des produits provenant de l'unité énergétique à foyer elle-même, mais encore tous les autres produits pulvérisés  products from the energy unit itself, but all other products sprayed

provenant de la combustion de matières carbonées.  from the combustion of carbonaceous materials.

L'amenée des produits pulvérisés résultant de la combustion de matières carbonées sur la surface du bain de laitier par simple déversement baisserait la température de la couche supérieure du laitier, en faisant un effet d'écran  The feeding of the pulverized products resulting from the combustion of carbonaceous materials on the surface of the slag bath by a simple spill would lower the temperature of the upper layer of the slag, by making a screen effect

sur la transmission de chaleur au laitier par radiation.  on the heat transfer to the slag by radiation.

Pour l'éviter, l'introduction des produits pulvérisés résul-  To avoid this, the introduction of the resulting pulverized products

tant de la combustion de matières carbonées est effectuée  so much of the burning of carbonaceous material is carried out

dans le jet de combustible hydrocarboné. La haute tempéra-  in the hydrocarbon fuel jet. High temperature

ture de la torche réchauffe l'additif pulvérisé, ce qui con-  the torch warms the sprayed additive, which

tribue è maintenir le bilan de l'apport de la chaleur à la  to keep track of the contribution of heat to the

surface du bain de laitier.surface of the slag bath.

Au fur et à mesure de l'accumulation du ferro-alliage,  As and when the ferroalloy builds up,

l'épaisseur de sa couche dans le bain' de laitier s'accroît.  the thickness of its layer in the slag bath increases.

On fait périodiquement couler le ferro-alliage par le trou inférieur de coulée, la périodicité étant fonction du volume  The ferroalloy is periodically poured through the lower casting hole, the periodicity being a function of the volume

du bain de laitier. et du type de l'unité énergétique à foyer.  slag bath. and the type of home energy unit.

Ensuite, le trou de coulée est bouché en laissant une petite couche de ferro-alliage qu'on accumule jusqu'à la coulée  Then, the taphole is plugged leaving a small layer of ferro-alloy that accumulates until the casting

suivante. La couche supérieure de laitier se déplace en con-  next. The upper layer of slag moves in con-

tinu des parois au trou de coulée. Elle franchit la protec-  tinu walls to the taphole. It passes the protection

tion et s'introduit dans la cuve de granulation, puis va dans un piège hvdraulique et dans une trémie pour les matières  and enters the granulation tank, then goes into a hydraulic trap and into a hopper for

premières de construction.first of construction.

D'autres caractéristique et avantages de l'invention  Other features and advantages of the invention

seront mieux compris à la lecture de la description qui va  will be better understood by reading the description that will

suivre de plusieurs exemples non limitatifs de réalisation  follow several nonlimiting examples of realization

du procédé d'obtention de ferrosilicium dans une unité éner-  of the process for obtaining ferro-silicon in an energy unit

gétique à foyer.Geothermal.

Exemple 1Example 1

On enfourne dans une unité énergétique à foyer, en mélange avec de l'air, du charbon dont le laitier contient 49,2% en poids d'oxydes de silicium, 25,4%' en poids d'oxydes  49.2% by weight of silicon oxides, 25.4% by weight of oxides, are blown into a furnace energy unit, mixed with air, of which the slag contains 49.2% by weight of silicon oxides.

d'aluminium et 15,4% en poids d'oxydes de fer, le coeffi-  of aluminum and 15.4% by weight of iron oxides, the coeffi-

cient d'excédent de l'air étant de 1,1 à 1,19. On brûle le mélange à une température de 1500 à 1550 C. Une partie des matières incombustibles du charbon, contenant 20% en poids de cendres, se dépose sur les parois du foyer, au-dessous  excess air is 1.1 to 1.19. The mixture is burnt at a temperature of 1500 to 1550 C. Part of the incombustible materials of coal, containing 20% by weight of ash, is deposited on the walls of the hearth, below

du niveau des brûleurs, puis descend sur la sole du foyer.  from the level of the burners, then down on the hearth of the hearth.

Le laitier s'y accumule pour former un bain de laitier. Sur la surface du laitier en fusion, on amène un jet de gas-oil, en élevant la température du laitier jusqu'à 1650 C. Après  The slag accumulates there to form a slag bath. On the surface of the molten slag, a jet of gas oil is taken, raising the temperature of the slag to 1650 C. After

avoir accumulé le ferrosilicium pendant 16 heures, on l'éva-  have accumulated ferrosilicon for 16 hours, it is

cue par le trou de coulée.cue through the taphole.

La quantité de ferrosilicium est de 2,4%9 en poids par  The amount of ferrosilicon is 2.4% by weight

rapport au laitier. Le taux de silicium dans l'alliage va-  compared to the slag. The silicon content in the alloy goes

rie entre 10 et 17%' en poids. Le taux d'aluminium est infé-  between 10 and 17% by weight. The aluminum content is lower

rieur à 0,6%' en poids.0.6% by weight.

Exemple 2Example 2

On brûle le même charbon, dans les conditions de  The same coal is burned under the conditions of

l'exemple 1. En amenant, sur la surface du bain de laitier, un jet de gas-  Example 1 by bringing a jet of gas into the surface of the slag bath.

oil, on élève la température du bain de laitier jusqu'à 1700 C, la sur-  when the temperature of the slag bath is raised to 1700 C, the

chauffe étant de 100 à 150 C par rapport à la température d'évacuation nor-  heating is 100 to 150 C with respect to the normal exhaust temperature

male du laitier à l'état liquide.male slag in the liquid state.

On obtient finalement du ferrosilicium avec un taux de silicium de 18 à 25% en poids, alors que le rendement en ferrosilicium se chiffre à  Ferrosilicon is finally obtained with a silicon content of 18 to 25% by weight, whereas the yield of ferrosilicon is

6,8%, en poids, résultat meilleur que celui de l'exemple 1.  6.8%, by weight, better than that of Example 1.

Exemple 3Example 3

on brûle le même charbon, dans les conditions de l'exemple 1, en élevant la température du bain de laitier  the same coal is burned, under the conditions of Example 1, by raising the temperature of the slag bath

jusqu' 18000C.up to 18000C.

Le rendement en ferrosicilicium est de 10,1% en poids,' le taux de silicum dans l'alliage étant de 34 à  The yield of ferrosilicon is 10.1% by weight, the level of silicum in the alloy being 34 to

400 en poids, celui d'aluminium, de 1,96% en poids.  400 by weight, that of aluminum, of 1.96% by weight.

Exemple 4Example 4

En brûlant le même charbon et en élevant la tempé-  By burning the same coal and raising the temperature

rature du bain de laitier jusqu'à 1840 C, on a vu le rende-  of the slag bath until 1840 C, we have seen the

ment en ferrosilicium chuter à 3,7% en poids. Le taux de silicium dans l'alliage était de 14 à 17% en poids. Le taux d'aluminium réduit s'étant pourtant accru jusqu'à 9,6% en poids.  ferrosilicon drop to 3.7% by weight. The silicon content in the alloy was 14 to 17% by weight. The reduced aluminum content has however increased to 9.6% by weight.

Exemple 5Example 5

On brûle, dans une unité énergétique à foyer, du charbon dont le laitier contient 56,4% en poids d'oxydes de silicium, 22,5% en poids d'oxydes d'aluminium et 11,0% en poids d'oxydes de fer. Le combustible pulvérisé est amené  Coal containing 56.4% by weight of silicon oxides, 22.5% by weight of aluminum oxides and 11.0% by weight of oxides is burned in a furnace energy unit. of iron. The pulverized fuel is brought

dans le foyer en mélange avec l'air, le coefficient d'exé-  in the combustion chamber with the air, the coefficient of

dent d'oxygène étant de 1,1 à 1,19. Après la formation, sur la sole, d'un bain de laitier, on met un brûleur orienté vers la surface du bain de laitier en marche. Le jet émis par ce brûleur, contenant un mélange d'air, de gas-oil et de produits pulvérisés résultant du brûlage du combustible,  oxygen tooth being 1.1 to 1.19. After the formation, on the sole, of a slag bath, a burner is placed facing the surface of the slag bath in operation. The jet emitted by this burner, containing a mixture of air, gas oil and pulverized products resulting from the burning of the fuel,

maintient la température du laitier au niveau de 1700 C.  maintains the temperature of the slag at 1700 C.

Dans ce jet, la proportion des produits pulvérisés résultant du brûlage du combustible est de 0,1% en poids par rapport au laitier provenant du brûlage du charbon en question dans  In this jet, the proportion of the pulverized products resulting from the burning of the fuel is 0.1% by weight relative to the slag resulting from the burning of the coal in question in

l'unité énergétique à foyer elle-même.  the home energy unit itself.

Le rendement en ferrosilicium réduit est de 10% en poids, le taux de silicium dans l'alliage est d'environ 30% en poids, celui de l'aluminium étant inférieur à 1%O en poids.  The reduced ferrosilicon yield is 10% by weight, the silicon content in the alloy is about 30% by weight, that of aluminum is less than 1% by weight.

les exemples cités font ressortir que des tempéra-  the examples cited show that temperatures

tures comprises entre 1700 et 1800 C sont optimales pour le bain de laitier. On obtient, à ces températures, le rende- ment maximal en ferrosilicium pour un taux maximal d'oxydes d'aluminium.  temperatures between 1700 and 1800 C are optimal for the slag bath. At these temperatures, the maximum yield of ferrosilicon is obtained for a maximum level of aluminum oxides.

Claims (2)

R E V E N D I C A T I 0 N SR E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé d'obtention de ferrosilicium dans une unité énergétique à foyer, utilisant comme combustible des matières carbonées dont les laitiers contiennent des oxydes de fer à une proportion de 10 à 22% en poids, consistant à isoler le ferrosilicium du laitier résultant de la combus- tion, caractérisé en ce qu'on crée, dans l'unité énergétique à foyer, un bain de laitier et on amène, sur sa surface, un  A method for obtaining ferrosilicon in a furnace energy unit, using as fuel carbonaceous materials whose slags contain iron oxides in a proportion of 10 to 22% by weight, consisting in isolating the ferrosilicon from the slag resulting from the combustion, characterized in that a slag bath is created in the fire energy unit and a jet de combustible hydrocarboné, en réchauffant ce bain jus-  jet of hydrocarbon fuel, warming up this bath until qu'à une température de 1700 à 1800 C, en amenant, simulta-  at a temperature of 1700 to 1800 C, bringing simultaneously nément avec le combustible hydrocarboné, des produits pulié-  with the hydrocarbon fuel, pulley products risés résultant de la combustion de maitères carbonées.  risings resulting from the combustion of carbonaceous maitères. 2. Procédé d'obtention de ferrosilicium dans une  2. Process for obtaining ferrosilicon in a unité énergétique à foyer selon la revendication 1, carac-  an energy unit with a combustion chamber according to claim 1, térisé en ce qu'en tant que produits pulvérisés, on utilise les produits de combustion de matières carbonées prenant  because, as pulverized products, the products of combustion of carbonaceous materials naissance dans l'unité énergétique à foyer elle-même.  birth in the home energy unit itself.
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