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Perfectionnement à la métallurgie.
Cette invention a trait à la métallurgie et a pour objet un procédé et un appareil perfectionnés pour le traite- ¯ ment des minerais et d'autres traitements métallurgiques, ce procédé et cet appareil présentant une ou plusieurs des caracté, ristiques et avantages suivants :
La séparation du métal pur d'avec le laitier est
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basée sur le phénomène de l'induction magnétique.
Un seul traitement et un seul appareil convertissent des minerais métalliques en produits finis tels que du métal pur ou l'alliage métallique désiré.
Le métal fondu est soumis à l'action d'un gaz sous pression de telle sorte que certains éléments du gaz entrent en réaction avec le métal pour seconder 1'exécution des réac- tions désirées,
D'autres buts et caractérisitques de l'invention seront nises en évidence au cours de la description donnée ci- après en se référant aux dessins annexés qui ne représentent qu'un des nombreux modes de réalisation que l'invention est susceptible de recevoir, Il est bien entendu toutefois que les principes du procédé décrit et les caractéristiques générales de l'appareil prévu sont applicables à de nombreux traitements métallurgiques et que l'invention n'est pas limitée aux détails décrits ou représentés,
'Le procédé suivant l'invention et l'appareil permettant de le réaliser seront décrits ci-après en se réfé- rant particulièrement à son application à la réduction des mi- nerais de fer et à la production d'acier à l'aide de ces mi- nerais, mais il est évident que cette description particulière de l'invention ne limite celle-ci en aucune façon en ce qui concerne son application à d'autres traitements métallurgiques.
Dans les dessins annexés : Fig.l est une coupe verticale suivant 1-1, Fig.2 d'une disposition d'appareil faisant partie de la présen- te invention.
Fig.2 est une coupe horizontale suivant 2-2, Fig.1.
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Fig.3 est une coupe suivant 3-3, Fig.2.
Fig.4 est une coupe suivant 4-4, Fig.2 Fig.5 est une coupa; suivant 5-5, Fig.2
Fig.6 est un plan de la partie de l'appareil représentée en fig.5.
L'appareil représenté comprend une fondation ou massif de four central 10 présentant une cavité centrale 11 à travers laquelle passe une partie d'un électro-aimant 12.
L'électro-aimant 12 complète son circuit à l'extérieur de la fondation 10 par une partie de cet aimant située extérieurement à la fondation. La partie de l'aimant qui est située à l'inté- rieur de la cavité 11 est destinée à être excitée d'une manière telle que les lignes de force s'élèvent hors de la cavité et exercent ainsi sur la matière magnétique environnante une force d'attraction dirigée vers le haut.
La cavité 11 est entourée par une chambre annu- ladre 13 à laquelle du minerai fondu est fourni de la manière qui sera décrite ci-après.
Il est facile de concevoir que, en raison de l'application de l'électro-aimant 12 associé au circuit de retour du champ magnétique, le métal fondu que renferme la chambre annulaire 13 sera mis en mouvement autour de cette chambre dans le sens de la flèche de fig.2. On comprend en ou- tre que les parties magnétiques du minerai fondu que renferme ladite chambre 13 seront attirées par l'élément magnétique 12, de sorte que la surface de la matière s'inclinera came indiqué en fig.l.
Pour introduire du minerai dans la chambre de fusion ou creuset annulaire 13, on a prévu un appareil d'ali-
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mentation 14 représenté plus clairement en fig.4, cet appareil comprenant une trémie 15 alimentée du minerai désiré et distri- buant ce minerai à un transporteur horizontal 16, d'où il passe à une chambre de fusion préalable 17 associée à la cham- bre annulaire 13, de telle sorte que le minerai peut, lorsqu'il est fondu, couler et pénétrer sous l'action de la pesanteur à l'intérieur de la chambre 13.
Pour chauffer et fondre le minerai, il est préférable de prévoir des éléments de chauffage à résistance électrique 18 noyés dans les murs de la chambre 17, l'excita- tion de ces éléments fournissant la chaleur désirée pour la fusion du minerai., Gomme la chambre 13 est sous pression ainsi qu'il sera décritplus loin, le minerai est transféré de la trémie 15 au transporteur 16 par l'intermédiaire d'un distri- buteur d'alimentation rotatif convenable 19 qui peut charger le transporteur 16 de la manière usuelle sans déterminer une diminution de la pression sous laquelle l'appareil associé fonctionne.
Si on le désire, un préchauffeur et un compresseur d'air peuvent être prévus conjointement avec la trémie 15 ou le transporteur 16 pour assurer une pression convenable dans la chambre-creuset 13 et contribuer à introduire le minerai dans la chambre de fusion 17.
Pour fournir un gaz convenable destiné à entrer en contact avec le minerai fondu de la chambre 13 et constituer unepartie de la chaleur requise dans la réaction, on a prévu- un appareil de combustion 20 (représenté en détail eh fig.3) qui comprend une chambre de combustion 21 à laquelle un combustible convenable renferma dans une trémie 22 est trans- féré par un organe d'alimentation rotatif 23 qui, de même que
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l'organe; d'alimentation 19, est agencé pour permettre ltintro- ductionde combustible dans la chambre 21 sans permettre l'échap- pement du gaz sous pression que renferme cette chambre.
La partie inférieure de la chambre 21 est munie d'une grille 24 et d'un dispositif, agitateur 25 à l'aide desquels les cendres et le résidu de la combustion à l'intérieur de la chambre 21 peuvent être évacués sur un transporteur 26 qui amené ces pro- duits à un conduit d'évacuation convenable 27, Dans cette partie de l'appareil, de l'air préchauffé sous pression peut être admis à la chambre 21, si on le désire, par tottt appareil de chauffage et de soufflerie convenable.
Pour admettre les produits de la combustion à la chambre à minerai fondu. 13, on a prévu- un carneau 28 relié à la chambre 21 et communiquant avec la chambre annulaire 13 en un point situé au dessus du niveau du minerai fondu Que renferma cette chambre.
Pour régler et maintenir la pression,désirée dans la chambre 13., on peut, prévoir, comme représenté en figs.5 et 6, un conduit d'échappement de gaz*30 dont l'extrémité infé- rieure communique avec la partie supérieure de la chambre annu- laire 13, tandis que son exrémité supérieure est munie d'une soupape de sûreté convenablement équilibrée 31, cette soupape étant constituée par un poids relié par un lienflexible 32 à un levier équilibré 33 dont le poids est tel qu'une pression prédéterminée peut être maintenue en tout temps dans la chambre ' 13.
Si on le désire, un fondant ou un minerai supplémentaire convenables peuvent être introduits, dans la chambre 13 à l'ai- de d'un dispositif d'alimentation 34 (Fig.l) comprenant deux portes pivotantes 35 équilibrées et disposées pour admettre
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la matière à la chambre 13 sans Remettre l'échappement des gaz sous pression hors de cette chambre. Un dispositif= supplé- mentaire permettant d'introduire duncombustible dans la cham- bre 13 est constitue par les trous d'homme 36 qui peuvent aussi être employas pour retirer le combustible de la chambre 13 ou pour effectuer le nettoyage ou des opérations analogues.
Pour fournir la chaleur propre à assurer le maintien d'une; tempera tare de fusion continue dans la chambre 13, des carneaux convenables 37 peuvent être placés au dessous de cette chambre et, si on la désire, être associes à la chambre de combustion pour admettre des produits de combustion chauds à cette chambre.
La majeure partie de la chaleur destinée à la chambre 13 est toutefois préférablement obtenue à l'aide d'un dispositif de chauffage électrique 38 associé au-four 10 et place près de la partie inférieure de la chambre 13 comme,,-, représenté. Pour en- lever le laitier du. bord externe de la surface supérieure du minerai fondu que renferme la chambre 13, on a prévu un con- duit 39 relié au conduit d'échappement 27. 'On remarquera que lorsque les éléments magnétiques:
purs du minerai fondu sont attirés vers le bord interne de la chambre 13, le laitier non magnétique est repoussé vers le mur externe de cette chambre et peut ainsi facilement être retiré par le conduit 39, une chi- cane 40 pouvant être disposée dans la chambre 13 pour contribuer à cet enlèvement du laitier et au mouvement du minerai, fondu.
Pour maintenir le conduit 39 exempt de laitier solidifié, on a prévu une racle 41 munie d'une poignée 42 qui est montée dans un joint à rotule convenable 43 et qui est prolongée vers l'ex- térieur hors de la chambre d'évacuation 27 de façon qu'elle puisse être manoeuvrée de l'extérieur du'four. Si on le désire, un regard convenable 44 peut être prévu pou permettre d'obser-
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ver l'évacuation du. laitier etdu minerai fondu que renfermé la chambre 13, re regard pouvant être employé utilement conjoin- tement avec un pyromètre optique pour déterminer les tempera- @ tares régnant dans la chambre 13.
Il est bien entendu- que, ai on le ,désire, d'autres regards peuvent être prévus dans la chambre de fusion 17 et dans la chambre de combustion 20.
On a décrit ci-dessus d'une façon détaillée une disposition d'appareil préfère agencée pour réaliser le 'Procédé suivant. Il est bien entendu, toutefois, que l'appareil peut être employé pour des procédés différents et que le pro- cédé décritci-après n'est pas limita au type particulier d'ap- pareil décr it.
De nombreuses modifications peuvent être apportées aux détails de construction de l'appareil sans-et' carter de l'esprit de cette invention. Le procédé agencé pour être réalisa dans l'appareil précédemment décrit peut être commodément explique dans le cas de la production de l'acier en partant de minerais de fer tels que les pyrites.
Dans ce procédé., les; pyrites ou autres minerais de fer sont fondus et introduits dans une chambre à minerai fondu qui est placée sous l'influence d'anhydride carbonique gazeux sous pression ainsi que sous l'influence d'un champ magnétique. Dans,le présent appareil, le minerai est fourni à la chambre de fusion 17 qui est maintenue à une température de 800 à 900 C. environ à l'aide des réastances électriques 18'.
Pour soumettre le minerai ainsi fondu à l'action d'anhydride carbonique gazeux, on a prévu la chambre de combustion 20 dans laquelle du charbon peut être brûlé, les produits de combustion étant transférés par le conduit 28 au minerai fondu/ La réaction entre le minerai et les produits de combustion, dans le cas du fer et de l'anhydride carbonique, est que, con-
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jointement avec la chaleur appliquée au minerai, le carbone est absorbé, tandis que l'oxygène se comporte à la façon d'un agent réducteur pour le minerai, une partie des impuretés que renferme le minerai étaht oxydées et s'échappant sous forme d'un gaz par le conduit 30 commandé par un registre 31. Le mineraifondu,
est aussi soumis à l'influence magne tique de l'ai- mant 12 qui attire les élémentsmagnétiques du minerai qui constituent le fer pur ou l'acier,tandis que le laitier ou. d'autres impuretés restent écartés de l'aimant 12 et peuvent ainsi facilement être évacués par le. conduit 39, cette évacua- tion étant réglée et facilitée par l'organe 41, le résultat étant qu'on obtient un fer carburé ou de l'acier pur et qu'on évite les phases intermédiaires de la formation de fer forgé.
L'acier peut être retiré par un trou de coulée convenable 45, ou.bien, si l'on désire réaliser la traitement d'une façon continu.e, on peut retirer l'acier par un conduit 46 s'étendant au dessus du niveau du. minerai fondu que renferme la chambre, conduit par lequel l'acier serait refoulé.par la pression des gaz que renferme la chambre.
Il ressort de ce qui précède que le pro- cédé et l'appareil suivant-l'invention permettent de convertir en une seule opération les produits bruts des punies de fer et le charbon'en acier fini, qu'ils sont également agencés en vue de la production, du raffinage et du traitement d'autres ma- tières, et que des alliages métalliques et des traitements métallurgiques analogues peuvent être réalisés suivant l'inven- tion sans s'écarter de l'esprit de cette invention.
Il est bien entendu, que les température's et pressions, l'application d'un oxydant préchauffa et les mo- yens prévus pour introduire et préchauffer cet oxydant peuvent
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être déterminés par les caractéristiques des matières à trai- ter.
Il est bien entendu que l'acier fabriqué suivant l'invention peut'posséder diverses caractéristiques déterminées par le réglage de la pression de l'anhydride carbonique, la vitesse de combustion du combustible et les,pressions appliquées et que des procédés analogues-peuvent aussi être contrôlés d'une façon analogue.
REVENDICATIONS.
1 - Un procédé métallurgique consistant à soumettre du minerai fondu à Inaction de gaz sous pression.
2 - Un procédé métallurgique consistant à soumettre du minerai fondu à l'action de produits de combustion sous pression.
3 - Un procédé métallurgique consistant à soumettre du minerai fondu à l'action de gaz chauds sous pression.
4 - Un procédé métallurgique consistant à soumettre du minerai de fer fondu à l'action d'anhydride carbonique sous pression.
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