<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
procédé de fabrication en confina d'acier en partant de fer brut.
La présente invention part de l'idée qu'il serait d'un avanta- ge extraordinaire s'il etait possible de décomposer en processus élémentaires, par des dispositifs successifs, les diverses phases des procédés connus de fabrication d'acier en partant de fers bruts ou de mélanges de fers - procédés en une ou plusieurs phases, basiques, acides oa mélangés - et d'obtenir ainsi séparément sous la plus forte concentration les scories formées à chaque phase.
Ce but, qui ne peat être réalisé avec aucun des procédés con- nus à ce jour, est atteint conformément à l'invention du fait que le fer liquide à transformer en acier parcourt, dans une rigole, plusieurs étages de transformation dans lesquels se développent les diverses réactions. Plusieurs étages de transformation ou grou- pes de tels étages, disposés dans une rigole, et destinés aux di- verses phases des divers procédés de fabrication, sont disposés en succession de manière telle que le fer traverse successivement tous ces étages.
La nature de ces étages peut être basique, acide ou
<Desc/Clms Page number 3>
neutre, et las rigoles peuvent être ouvertes ou être montées dans un four fertile. Cornue cependant le maintien de la chaleur est de grande importance pour le développement des procédés métallurgi- ques et que la récupération des chaleurs perdues constitue une grande économie, on préférera en général le montage de ces rigoles en four fermé.
L'invention utilise par exemple une disposition telle que représentée au dessin annexé, en coupe à la fig.l et en plan à la fig.2.
1 désigne la rigole pour le fer liquide 2. Les étages de transformation sont formés par des écluses 3 renfermant des con- duites 4 pour les matières à ajouter. Les écluses 3 possèdent un écoulement inférieur 5 par lequel, après que le procédé est ter- minée les étages sont vidés. Les scories formées dans les divers étages sont retenues par des barrages 6 et sont éliminées par exemple par le trop-plein 7. L'ajoute des matières addition:.elles se fait dans l'espace creux d'aspiration des étages par de l'air ou au gaz porteur.
Afin d'empêcher que les matières d'ajouté - quand on emploie de grandes quantités d'air ou de gaz, aussi bien que lors de l'application de fortes pressions de vent - ne traversent le jet retombant sans pouvoir réagir ou allier complè- tement, la rigole 1 est, entre les deux barrages 6 recouverte, au-dessus du premier étage 3 par un couvercle ou une hotte 9, ce qui forme une chambre 10 revêtue de matière réfractaire 11 et fer- mée à l'air ambiant.
Cette chambre 10 capte les matières et gaz soufflés et les amène, par les canaux 12 disposés latéralement à la rigole 1, dans le deuxième étage non recouvert, Derrière ce deuxième étage, on peut encore prévoir des vannes 8 pourvues uni- quement d'écoulement inférieur.
Afin d'empêcher que le courant passant au-dessus du barrage 3 soit divisé en plusieurs jets par suite du frottement et ne se dissolve en gouttes par suite de l'accélération pour une grande hauteur de cnute, la rigole 1 est de préférence conformée comme le montre la fig.3. Cette rigole a, pour une hauteur et une section d'écoulement égales à celles
<Desc/Clms Page number 4>
d'une rigole de construction usuelle a parois Latérales inclinées, une partie inférieure de faible largeur, à parois latérales faible- ment inclinées et une partie supérieure de plus grande largeur à parois latérales pus fortement inclinées.
,Quand. les matières d'ajouté doivent être chauffées avant leur introduction dans l'espace vide d'aspiration; l'addition de ces matières se fait, conformément à l'invention; par ues trous de tuyère 13 disposés dans le fond de la rigole et aboutissant dans la chambre fermée de réaction. De ce fait, l'étage de transforma- tion disposé dans cette chambre disparaît. Les matières d'ajouté sont alors chauffées, par suite de leur soufflage au travers du fer qui s'écoule, sont préparées pour la réaction, sont captées par la hotte S disposée au-dessus de la rigole et sont amenées alors à l'étape suivant de réaction.
Si par exemple de la soude calcinée est soufflée sous pression avec de l'air au travers du fer liquide, les produits de réaction étant captés par la hotte 9 et amenés à l'étage suivante la soude est décomposée, par ce soufflage,en ses composants : sodium, acide carbonique et oxygène, dont le sodium métallique, conduit dans le fer brut à l'étage suivant de transformation, détermine une désulfuration du fer.
Suivant le procédé de .L'invention, pour les diverses phases du procédé, on dispose en succession, de tisanière adéquate, des étages ou groupes d'étage de nature basique, acide ou neutre, dans lesquels du vent ou des matières d'ajoute ou du vent et des matiè- res d'ajouté sont amenés. L'amenée du vent ou du gaz sert à l'affi- nage du fer brut. Les quantités de vaut d'affinage nécessaires sont notablement plus grandes que les quantités de gaz-porteur pour les matières d'ajouté; par contre, alles peuvent être plus faibles que pour l'affinage par les dispositifs connus.
Les diverses sco- ries peuvent ici être enlevées séparément sous plus forte concen- tration, ce qui est de grande importance pour la préparation ou l'utilisation ultérieure de ces scories.
Etant donné la grande différence entre les divers types de
<Desc/Clms Page number 5>
fers bruts et entre les procédés connus de fabrication d'acier, il serait trop long d'indiquer ici toutes las possibilités cependant, afin de donner une bonne compréhension de l'invention; il va être cite ci-dessous quelques cas particuliers à titre d'exemple.
Chaque fer brut renferme plus ou moins de noyaux de scories.
Ces scories peuvent être facilement séparées par soufflage de petites quantités da soude dans le premier étage ou stade de trans- formation, et s'enlever automatiquement par une addition simulta- née de fondants, par exemple du spath fluor. Le fer libéré de sco- ries peut, comme on le sait, être bien débarrassé du soufre dans un autre étage par l'ajoute de plus grandes quantités da soude ou d'autres agents de désulfuration. Les autres composants accempa- gnant la fer peuvent ici être protégés par l'ajouta de carbone, carbures, ou autres agents de réaction.
Finalement, dans les au- tres étages, les autres corps d'accompagnement du fer peuvent être enlevés séparément et successivement, da manière analogue, en succession stoechiométrique.
Le fer brut contenant du phosphore et du vanadium fondu dans des hauts fourneaux basiques peut être soufflée dans des étages de caractère acide, pour former un laitier contenant le vanadium puis être travaillé en un laitier Thomas, dans des étages de ca- ractère basique, par soufflage de poussière de chaux. Le fer pau- vre en phosphore donne alors un produit de type nématite.
Le fer brut phosphoreux pourrait aussi être soufflé pour donner un engrais de grande valeur, par l'ajoute de matières ren- fermant du potassium, éventuellement sous ajoute simultanée de produits calcareux,
Dans les divers étages ou groupes d'étages da transformation, le fer peut, par l'ajoute de carbone, être carburé, par l'ajoute de silicium, être silicie, par l'ajoute de phosphore ou d'alcalino- terreux; être travaillé en acier automatique et, par l'ajoute de matières d'alliage, être allié.
Le fer peut également être désoxydé dans les étages de trens-
<Desc/Clms Page number 6>
formation par l'ajoute de métal en poudre ou d'autres matières de désoxydation. on peut aussi finir l'acier à l'abri de l'air ou par um gaz protecteur.
On a déjà fait, il est vrai, des propositions en vue d'affi- ner ou de préaffiner le fer brut en continu. Ainsi, par exemple, suivant une proposition connue, le fer brut doit tomber vers la bas sur de larges étages de transformation disposés alternative- ment des deux côtés dans un four. L'affinage se fait ici par du gaz de gazogène, aspiré en contre-courant de bas en haut. Le gaz n'est pas ajouté aux divers étages de transformation, mais tout le gaz parcourt successivement tous les étages, et il en résulte que le gaz usé non seulement est entraîné comme ballast, mais en outre qu'il empêche partiellement les réactions désirées.
Le gaz peut ici trouver son chemin au travers des vides formés dans le courent de far retombant et divisé en plusieurs parties sur sa largeur et de ce fait n'avoir visiblement qu'une action réduite. gi l'on maintenait le courant. sous une force telle qu'il remplis- se toute la largeur de la rigole et du four, ce courant annihile- rait complètement le tirage à chaque étage et de ce fait, on n'au.- rait plus aucune réaction.
Une proposition récente en vue de l'affinage du fer en conti- nu comporte un réservoir allongé, en forme de tambour; équipé, à un côté d'une entrée pour le fer brut et à l'autre côté. d'une sor- tie pour le fer affinée tandis que les espaces externes servent d'espaces de séparation du métal et du laitier. Le défaut de ce dispositif consiste en ce que le fer n'est pas conduit obligatoi- rementdepuis l'entrée jusqu'à le sortie de manière que dans las grande 'espaces et lors de l'affiiiage soit empêché un mélange du fer amené précédemment et ultérieurement, par courent antérieur, courant postérieur et courant de retour.
Il est donc très coûteux que ce procédé puisse être réalisé réellement en continu ; au contraire, en doit admettre qu'avec un tel four, il faut revenir au travail discontinu.
Les avantages du nouveau procédé consistent en ce que, pour la première fois, il est donna un moyen de travailler en acier fini
<Desc/Clms Page number 7>
le fer brut venant du mélangeur ou du. haut fourneau, sans devoir dépendre directement de la préparation du lit de fusion, au haut fourneau, car on peut obtenir,de n'importe quel fer brut, chaque produit. fini par une succession, un garnissage et un fonctionnement adéquats des divers étages.
Un autre avantage est constitué par les scories obtenues à plus forte concentration. Des scories mélangées ne sont pas aptes, comme on le sait, à un emploi e.t une préparation ultérieurs.
De plus, les déchets sont ramenés à un minimum par suite de la faible couche de fer à traverser, pour la même raison, et par l'emploi augmenté de matières d'ajouté, et la faible consommation de gaz et d'air, les quantités nuisibles d'hydrogène, d'oxygène et d'azote contenues dans le produit fini sont beaucoup plus fai- bles.
Le procédé peut être appliqué à la fabrication de métaux non ferreux et de leurs alliages.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication d'acier en partant du fer brut, par processus métallurgique connu appliqué sur un courent conti- nu de fer, caractérisé en ce que les processus métallurgiques sont réalisés séparément ou en combinaisons de peu de processus chaque fois dans un étage de transformation ou un groupe de tels étages d'une rigole, et en ce que les scories provenant de chaque processus sont enlevées séparément.
<Desc / Clms Page number 1>
EMI1.1
<Desc / Clms Page number 2>
manufacturing process in steel confines starting from crude iron.
The present invention is based on the idea that it would be of an extraordinary advantage if it were possible to break down into elementary processes, by successive devices, the various phases of the known methods of manufacturing steel, starting with irons. crude or mixtures of irons - processes in one or more phases, basic, acids or mixed - and thus obtain separately in the highest concentration the slag formed in each phase.
This object, which cannot be achieved with any of the methods known to date, is achieved in accordance with the invention due to the fact that the liquid iron to be transformed into steel passes through, in a channel, several processing stages in which are developed. the various reactions. Several processing stages or groups of such stages, arranged in a channel, and intended for the various phases of the various manufacturing processes, are arranged in succession in such a way that the iron passes successively through all these stages.
The nature of these stages can be basic, acidic or
<Desc / Clms Page number 3>
neutral, and the channels can be opened or mounted in a fertile oven. However, since maintaining heat is of great importance for the development of metallurgical processes and since the recovery of waste heat constitutes great savings, it is generally preferable to mount these channels in a closed furnace.
The invention uses for example an arrangement as shown in the accompanying drawing, in section in fig.l and in plan in fig.2.
1 designates the channel for liquid iron 2. The processing stages are formed by sluices 3 containing pipes 4 for the materials to be added. Locks 3 have a lower flow 5 through which, after the process is completed, the stages are emptied. The slag formed in the various stages are retained by dams 6 and are eliminated for example by the overflow 7. The addition of addition materials:. These is done in the hollow suction space of the stages by air or carrier gas.
In order to prevent the added material - when using large quantities of air or gas, as well as when applying high wind pressures - from passing through the falling jet without being able to react or combine completely. Likewise, the channel 1 is, between the two dams 6, covered above the first stage 3 by a cover or a hood 9, which forms a chamber 10 coated with refractory material 11 and closed to the ambient air.
This chamber 10 captures the materials and blown gases and brings them, through the channels 12 arranged laterally to the channel 1, into the uncovered second stage, Behind this second stage, it is also possible to provide valves 8 provided only with flow. inferior.
In order to prevent the current passing over the dam 3 from being divided into several jets as a result of the friction and from dissolving into drops as a result of the acceleration to a great height of cnute, the channel 1 is preferably shaped as shown in fig. 3. This channel has, for a height and a flow section equal to those
<Desc / Clms Page number 4>
a channel of usual construction with inclined side walls, a lower part of small width, with slightly inclined side walls and an upper part of greater width with more strongly inclined side walls.
,When. the added materials must be heated before their introduction into the vacuum suction space; the addition of these materials is carried out in accordance with the invention; by ues nozzle holes 13 arranged in the bottom of the channel and leading into the closed reaction chamber. As a result, the transformation stage arranged in this chamber disappears. The added materials are then heated, as a result of their blowing through the flowing iron, are prepared for the reaction, are captured by the hood S disposed above the channel and are then brought to step next reaction.
If, for example, calcined soda is blown under pressure with air through liquid iron, the reaction products being captured by the hood 9 and brought to the next stage, the soda is broken down, by this blowing, into its components: sodium, carbonic acid and oxygen, of which metallic sodium, leads in the crude iron to the next stage of transformation, determines a desulfurization of iron.
According to the process of .L'invention, for the various phases of the process, there are in succession, suitable infusion, stages or groups of stages of basic, acidic or neutral nature, in which the wind or additives. or wind and added materials are brought in. The supply of wind or gas serves to refine the crude iron. The amounts of refining value required are significantly greater than the amounts of carrier gas for the feedstock; on the other hand, alles may be lower than for refining by known devices.
The various slags can here be removed separately in a higher concentration, which is of great importance for the preparation or subsequent use of these slags.
Given the great difference between the various types of
<Desc / Clms Page number 5>
raw irons and among the known methods of manufacturing steel, it would take too long to indicate here all the possibilities, however, in order to give a good understanding of the invention; some particular cases will be cited below by way of example.
Each crude iron contains more or less slag nuclei.
These slags can be easily separated by blowing small amounts of soda in the first stage or processing stage, and can be removed automatically by the simultaneous addition of fluxes, for example fluorspar. The iron liberated from slag can, as is known, be well freed of sulfur in another stage by the addition of larger amounts of soda or other desulphurizing agents. The other iron-accumulating components here can be protected by the addition of carbon, carbides, or other reaction agents.
Finally, in the other stages, the other accompanying iron bodies can be removed separately and successively, in a similar manner, in stoichiometric succession.
Crude iron containing phosphorus and molten vanadium in basic blast furnaces can be blown in stages of acidic character, to form a slag containing vanadium and then be worked into a Thomas slag, in stages of basic character, by lime dust blowing. The low phosphorus iron then gives a nematite-like product.
The phosphorous crude iron could also be blown to give a valuable fertilizer, by the addition of materials containing potassium, possibly under simultaneous addition of calcareous products,
In the various stages or groups of stages of transformation, the iron can, by the addition of carbon, be carburized, by the addition of silicon, be silicic, by the addition of phosphorus or alkaline earth; be worked in automatic steel and, by the addition of alloying materials, be alloyed.
Iron can also be deoxidized in the trens- stages.
<Desc / Clms Page number 6>
formation by the addition of powdered metal or other deoxidizing materials. it is also possible to finish the steel in the absence of air or with a protective gas.
It is true that proposals have already been made with a view to refining or pre-refining raw iron continuously. Thus, for example, according to a known proposal, the crude iron is to fall downward on wide processing stages arranged alternately on both sides in a furnace. The refining is done here by gasifier gas, sucked in counter-current from bottom to top. The gas is not added to the various stages of transformation, but all the gas passes successively through all the stages, and as a result, the waste gas is not only entrained as ballast, but also partially prevents the desired reactions.
The gas can find its way here through the voids formed in the falling far stream and divided into several parts over its width and therefore visibly have only a reduced action. gi the current was maintained. under a force such that it fills the entire width of the channel and the furnace, this current would completely annihilate the draft at each stage and therefore there would be no further reaction.
A recent proposal for continuous iron refining involves an elongated, drum-shaped reservoir; equipped, on one side of an entrance for raw iron and on the other side. an outlet for the refined iron while the outer spaces serve as separating spaces between the metal and the slag. The defect of this device consists in that the iron is not necessarily led from the inlet to the outlet so that in large spaces and during the affiiiage is prevented a mixing of the iron supplied previously and subsequently, by anterior current, posterior current and return current.
It is therefore very expensive for this process to be able to actually be carried out continuously; on the contrary, must admit that with such an oven, it is necessary to return to discontinuous work.
The advantages of the new process are that, for the first time, it is given a way to work in finished steel.
<Desc / Clms Page number 7>
the raw iron coming from the mixer or the. blast furnace, without having to depend directly on the preparation of the melting bed, in the blast furnace, because any product can be obtained from any raw iron. finished with proper succession, packing and functioning of the various stages.
Another advantage is constituted by the slag obtained at higher concentration. Mixed slag is not suitable, as is known, for further use and preparation.
In addition, waste is reduced to a minimum owing to the low layer of iron to be crossed, for the same reason, and by the increased use of added materials, and the low consumption of gas and air, The detrimental amounts of hydrogen, oxygen and nitrogen contained in the finished product are much smaller.
The process can be applied to the manufacture of non-ferrous metals and their alloys.
CLAIMS.
1. Method of manufacturing steel starting from crude iron, by known metallurgical process applied to a continuous flow of iron, characterized in that the metallurgical processes are carried out separately or in combinations of few processes each time in a stage. processing or a group of such stages of a channel, and in that the slag from each process is removed separately.