BE489584A - - Google Patents

Description

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  " INSTALLATION ET PROCEDE D'ALIMENTATION D'UN CONVERTISSEUR POUR 
L'ELABORATION DE   L'ACIER ".   

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   La présente invention est relative à une installa- tion pour l'alimentation d'un convertisseur servant à l'éla- boration de l'acier au moyen d'un mélange gazeux contenant au moins un gaz qui passe par l'état liquide au cours de sa pré- paration, comprenant un appareillage de production continue à basse pression de ce gaz et une soufflante qui fait passer le mélange gazeux à travers le bain pendant les opérations de conversion successives. 



   On sait que la consommation en gaz de soufflage d'un convertisseur varie très fortement d'un moment à l'autre. 



  Lorsqu'on alimente ce convertisseur, par exemple, au moyen d'air enrichi en oxygène ou au moyen d'un mélange   oxycarbo#   nique, c'est-à-dire d'un mélange à base d'oxygène et d'anhy- dride carbonique, l'oxygène ou l'anhydride carbonique utili- sé est avantageusement obtenu dans une installation continue à basse pression dans laquelle il se trouve à un moment don- né sous forme liquéfiée. L'union entre l'installation de production continue à basse pression et l'installation de con- sommation discontinue et essentiellement variable nécessite le stockage du gaz entre sa production et sa consommation. 



   Dans la demande de brevet déposée le 16 février 1949, sous le n 379.188 par le même demandeur, il est question d'une installation du genre susdit dans laquelle de l'oxygè- ne et de l'anhydride carbonique produits de manière continue à basse pression sont stockés sous forme gazeuse dans des réservoirs d'où ils sont prélevés au fur et à mesure des be- soins du convertisseur. 



   La présente invention a comme objet une installa- tion qui simplifie le stockage et qui est moins encombrante que celle suivant la demande de brevet susdite. 

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   A cet effet, dans l'installation suivant l'inven- tion, l'appareillage de production continue susdit comprend un réservoir de stockage du gaz liquéfié qu'il produit et en outre un évaporateur à basse pression de ce gaz liéqué- fié, à fonctionnement intermittent, est interposé entre le dit réservoir et la soufflante. 



   Suivant une forme d'exécution avantageuse, un ré- servoir-tampon à capacité variable et à pression constante est interposé entre l'évaporateur et la soufflante. 



   De préférence, la capacité maximum du réservoir- tampon est au moins égale à la consommation du gaz qu'il contient, provoquée par le convertisseur pendant une opéra- tion complète de conversion. 



   L'invention est également relative à un procédé d'alimentation d'un convertisseur servant à l'élaboration de l'acier au moyen d'un mélange gazeux contenant au moins un gaz qui passe par l'état liquide au cours de sa prépa- ration, dans lequel on produit ce gaz d'une façon continue à basse pression et on le stocke avant de le livrer à une soufflante qui fait passer le mélange gazeux à travers le bain pendant les opérations de conversion successives. 



   Dans le procédé suivant l'invention, on stocke à l'état liquéfié le gaz produit de manière continue et on évapore ce gaz liquéfié au fur et à mesure de la consomma- tion par le convertisseur. 



   Dans une variante avantageuse applicable au cas où on effectue la conversion de l'acier au moyen d'air enri- chi en oxygène, on produit et on stocke sous forme de li- quide un mélange d'oxygène et d'azote plus riche en oxygène que l'air atmosphérique et on mélange le mélange d'oxygène 

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 et d'azote provenant de l'évaporation de ce liquide à de l'air atmosphérique pour obtenir l'air enrichi en oxygène désiré qu'on envoie dans le convertisseur par la soufflan- te. 



   D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui représentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, quatre formes d'exécution d'une installation suivant l'invention. 



   Dans ces dessins les figures 1 et 4 sont cha- cune un schéma d'une forme d'exécution de l'installation suivant l'invention. 



   Dans ces différentes figures les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques. 



   L'installation représentée à la figure 1 comprend une soufflante 2 qui envoie à travers un bain d'acier con- tenu dans un convertisseur 3 de l'air enrichi en oxygène. 



   Le mélange d'oxygène et d'azote refoulé par la soufflante 2 est formé à partir d'air amené par une con- duite 4 et d'un mélange d'oxygène et d'azote amené par une conduite 5 . Dans ce dernier   mélange,l'oxygène   a une concentration plus forte que celle du mélange refoulé par la soufflante 2 dans le convertisseur 3. 



   Le mélange des deux fluides gazeux amené par les conduites 4 et 5 est effectué sous le contrôle d'un do- seur 6 tel que celui faisant l'objet de la demande de bre- vet n 379.171 déposée le 15 février 1949 par le même de- mandeur. 



   Ce doseur 6 commande l'ouverture d'une vanne 7 en fonction simultanée, d'une part, de la différence des pressions dans la conduite 5 en aval de cette vanne et dans la conduite 4 et, d'autre part, des vitesse instan- tanées de circulation respectivement du mélange d'oxygène 

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 et d'azote et de l'air atmosphérique dans ces conduites. 



   Pour produire le mélange d'oxygène et d'azote cir- culant dans la conduite 5, l'installation suivant l'in- vention comprend un appareillage 8 servant à la produc- tion continue à basse pression de ce mélange sous forme liquéfiée. Ce mélange liquide s'écoule par une conduite 9 dans un réservoir de stockage 10 à double paroi qui iso- le thermiquement le gaz liquéfié qu'il contient. 



   Lorsqu'une vanne 11 est ouverte,ce gaz liquéfié peut s'écouler par une conduite 12 dans un serpentin 13 faisant partie d'un évaporateur à basse pression 14. Ce serpentin baigne dans un fluide chaud amené par une condui- te 15 et évacué par une conduite 16. La donduite 15 est pourvue dune vanne 17 qui contrôle le passage du flui- de chaud dans l'évaporateur 14 et par conséquent permet de faire fonctionner celui-ci de manière intermittente. 



   Le mélange gazeux d'oxygène et d'azote, formé dans le serpentin 13, est évacué par une conduite 18 dans un réservoir-tampon 19 interposé entre l'évaporateur 14 et la conduite 5 alimentant la soufflante 2. 



   Ce réservoir-tampon 19 comprend une cloche 20 qui peut être soulevée par la pression du gaz. Ce réser- voir est donc un réservoir à capacité variable et à pres- sion constante. La capacité minimum de ce réservoir-tampon est au moins égale à la consommation du mélange gazeux qu'il contient, qui est provoquée par le convertisseur 3 pen- dant une opération complète de conversion. 



   Pour régler le débit de l'évaporateur 14, on peut agir à la main sur la vanne 17 mais on peut aussi comman- der automatiquement le déplacement de la vanne 17 par la cloche 20 de façon à mettre cette vanne sous la dépendan- 

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 ce de la consommation, par le convertisseur, du mélange d'oxygène et d'azote évaporé par l'évaporateur 14. 



   Le contrôle de la position de la vanne 17 par la cloche 20 a été schématisé par une liaison mécanique se présentant sous forme d'une tige 21 portant des ergots 22 entre lesquels est engagé un bras 23 solidaire de la van- ne 17. 



   Le réglage du débit de l'évaporateur 14 pourrait également être effectué par le déplacement de la vanne 11 puisque la manoeuvre de celle-ci peut faire varier la   quan-   tité d'oxygène et d'azote liquides admise dans l'évapora- teur. 



   Le contrôle automatique de la position de cette van- ne par la cloche 20 pourrait être réalisé d'une manière semblable à celui de la vanne 17 en prolongeant la tige 21 jusque dans la position 21' représentée par une ligne constituée de traits séparés par deux points. 



   Cette tige porterait des ergots 22' entre les- quels serait engagé un bras   23'   solidaire de la vanne 11. 



   On pourrait aussi contrôler la mise en service in- termittente de l'évaporateur 14 par la manoeuvre d'une vanne 24 équipant la conduite d'évacuation 18. 



   En effet, la fermeture de cette vanne provoquerait une surpression du gaz évaporé par le passage du fluide chaud autour du serpentin 13 et, par conséquent, le re- foulement du mélange liquéfié hors de l'évaporateur vers le réservoir de stockage 10. 



   La manoeuvre automatique de la vanne 24 par la cloche 20 pourrait être réalisée au moyen d'ergots 22'' portés par la tige 21 et entre lesquels serait engagé un bras 23'' solidaire de la vanne 24. 

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   Ce bras 23'' est représenté en trait mixte. 



   Afin d'éviter que le refoulement dans le réser- voir 10 de liquide déjà chauffé dans l'évaporateur 14 provoque une surpression dans ce réservoir, celui-ci est équipé d'une conduite 25 permettant l'échappement du gaz qui y est formé. Cette conduite aboutit avantageusement à la conduite d'évacuation 18 en aval de la vanne 24 de façon à éviter la perte du gaz. Elle peut être pourvue d'une soupape de sureté 26. 



   Une conduite d'échappement 25 de ce genre peut également être prévue, même dans le cas où le mélange d'oxygène et d'azote liquéfié ne peut pas être refoulé dans le réservoir de stockage 10 après avoir séjourné dans l'évaporateur 14, cette conduite d'échappement 25 ser- vant alors à conduire, dans le réservoir-tampon 19, le gaz formé dans le réservoir de stockage 10 par évaporation lente du liquide contenu dans ce réservoir. 



   A la figure 2, on a représenté une installation suivant l'invention qui diffère de celle suivant la figure 1 par le fait que le réservoir-tampon à capacité variable et à pression constante de cette dernière installation a été remplacé par un réservoir à capacité constante et à pres- sion variable mais basse. Ce dernier réservoir est   dési   gné par 27. La pression dans ce réservoir 27, qui peut atteindre quelques kilos par cm2, doit cependant être con- sidérée comme une basse pression si on la compare aux pres- sions de 100 , 150 et 200 kilos par cm2 qui règne couram- ment dans les bouteilles servant à l'emmagasinement et au transport de gaz. 



   L'installation suivant la figure 2 comprend également un détendeur 28 alimenté par le réservoir à pression variable 27 et qui débite le gaz qui le traver- se dans un réservoir   29 .   Ce dernier réservoir, qui sert 

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 de réservoir-tampon pour stabiliser le fonctionnement du détendeur 28, est interposé entre le détendeur et la souf - -flante 2. Sa capacité minimum est choisie en fonction de la sensibilité du détendeur. Elle doit être d'autant plus grande que les mouvements du détendeur sont moins amortis. 



   En pratique, il est avantageux d'adopter une capacité qui ne soit pas inférieure au volume maximum du gaz qu'il contient pouvant être consommé en 10 secondes par le convertisseur. 



   Le réservoir 27 à capacité constante et pression variable peut également commander automatiquement la mise en service et la mise hors service de l'évaporateur 14. Il peut être équipé à cet effet d'un piston 30 repoussé par un ressort 31 et dont la tige 32 joue un rôle semblable à celui de la tige 21 de la figure 1. 



   On voit qu'en utilisant l'installation suivant la figure 1 ou suivant la figure 2, on stocke à l'état li-   . quéfié   le gaz produit de manière continue dans l'appareilla- ge 8 et qu'on évapore ce gaz liquéfié au fur et à mesure de la consommation par le convertisseur 3. 



   On régularise en outre la pression du gaz sous for- me gazeuse avant de le faire coopérer à la formation du   mélan   ge d'oxygène et d'azote qu'on envoie dans le convertisseur par la soufflante 2. 



   Le mélange d'oxygène et d'azote liquéfié est avan- tageusement produit par l'appareillage 8 à une concentra- tion en oxygène plus grande que la concentration en oxygène dans l'air. Il suffit alors de mélanger dans la proportion voulue, sous le contrôle du doseur 6, le mélange gazeux circulant dans la conduite 5 et l'air atmosphérique circu- lant dans la conduite 4 pour obtenir l'air enrichi en oxy- gène qu'on désire envoyer dans le convertisseur par la souf- flante 2. 



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Dans la forme d'exécution représentée à la figu- re 3, l'installation suivant l'invention comprend en aval du réservoir de stockage 10 du gaz liquéfié, un réservoir auxiliaire 33 pourvu d'un indicateur de ni- veau 34. Des vannes d'arrêt 35 et 36 sont prévues respectivement en amont et en aval de ce réservoir auxi- liaire. 



   L'évaporateur du gaz liquéfié comprend un appa- reil 37 servant à la vaporisation proprement dite du gaz liquéfié et un appareil 38 servant à la surchauffe du gaz évaporé, dans des conditions telles que la tempé- rature de ce gaz soit constante à sa sortie. 



   Dans l'appareil 39, près de la sortie du fluide chaud, est disposé un thermomètre 39 qui,par   l'inter   médiaire d'un thermo-régulateur 40 contrôle la rotation d'un moteur 41 servant à déplacer une vanne 42 par la- quelle on peut modifier le débit de fluide chaud admis dans l'évaporateur à partir de la conduite 15. L'ensem- ble des éléments 39 à 42 a comme effet de régler la quantité de fluide chaud admis dans l'appareil 37 de façon que la température de ce fluide chaud à la sortie de cet appareil soit constante. 



   Un thermomètre 43 influencé par la température du gaz sortant de l'appareil 38 est en liaison avec un ther mo-régulateur 44 qui contrôle la rotation d'un moteur 45 

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 servant à déplacer une vanne 46 par laquelle le débit du fluide chaud admis dans l'appareil 38 est réglé. 



  L'ensemble des éléments 43 à 46 a comme effet de main- tenir constante la température du gaz sortant de l'appa- reil 38. 



   Dans cette installation, le gaz stocké dans le réservoir-tampon 19 est donc non seulement à pression constante mais à température constante, ce qui facilite grandement le dosage Précis du mélange à envoyer dans le convertisseur 3 par la soufflante 2. 



   Les appareils 37 et 38 peuvent évidemment être chauffés au moyen de fluides à des températures dif- férentes et même de natures différentes. 



   L'installation représentéeà la figure 4 con- vient pour l'élaboration de l'acier au moyen d'un mélan- ge oxycarbonique, c'est-à-dire d'un mélange contenant de l'oxygène et de l'anhydride carbonique. 



   L'oxygène, éventuellement mélangé à uns certaine quantité d'azote, est produit à partir de l'appareillage 8 de façon à se présenter sous forme gazeuse dans la con- duite d'évacuation 18 après avoir passé par les éléments 10, 35, 33, 36, 12, 37 qui ont la même fonction que les éléments de la figure 3 désignés par la même notation de référence. 



   L'anhydride carbonique est produit dans la par- tie de l'installation dans laquelle les notations de ré- férence qui viennent d'être rappelées sont affectées du   signe ';.    



   Les conduites d'évacuation 18 et 18' se réu- nissent pour former une conduite commune 18'' pourvue d'une vanne 24 et aboutissant au réservoir-tampon 19. 



  Par le fait que le mélange des deux gaz se fait dans le 

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 réservoir-tampon 19 en fonction des quantités de gaz liquéfiées dosées dans les réservoirs auxiliaires 33 et 33'on peut se passer d'un doseur du genre du doseur 6 des installations suivant les figures 1 à 3. 



   On peut également, sans affecter la précision du dosage, se passer d'appareil surchauffeur tel que l'appareil 38 de la figure 3. C'est la raison pour laquelle les évaporateurs 37 et 37' représentés se pré- sentent chacun sous la forme d'un appareil de vaporisa- tion proprement dit. Comme on peut le constater dans l'installation suivant la figure 4, on isole l'oxygène et l'anhydride carbonique à l'état liquéfié sous un volu- me mesuré dans les réservoirs auxiliaires 33 et 33',on évapore ces volumes de gaz liquéfié et on recueille les vapeurs formées, éventuellement surchauffées, dans un ré- servoir commun 14 avant de les envoyer dans le bain d'acier. 



   Il est évident que l'invention n'est pas exclu- sivement limitée aux formes d'exécution représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme,la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, à condi- tion que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacunedes revendications suivantes. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. R E V E N D I CATIONS 1. Installation pour l'alimentation d'un conver- tisseur servant à l'élaboration de l'acier au moyen d'un mélange gazeux contenant au moins un gaz qui passe par l'état liquide au cours de sa préparation, comprenant un appareillage de production continue à basse pression de ce gaz et une soufflante qui fait passer le mélange gazeux à travers le bain pendant les opérations de con- version successives c a r a c t é r i s é e en ce que <Desc/Clms Page number 12> l'appareillage de production continue susdit comprend un réservoir de stockage du gaz liquéfié qu'il produit et en ce qu'un évaporateur à basse pression de ce gaz liquéfié, à fonctionnement intermittent, est interposé entre le dit réservoir et la soufflante.

   2. Installation suivant la revendication 1 , c a - r a c t é r i s é e en ce qu'un réservoir-tampon à capa- cité variable et à pression constante est interposé entre l'évaporateur et la soufflante.

   3. Installation suivant la revendication 2, c a - r a c t é r i s é e en ce que la capacité maximum du réservoir-tampon est au moins égale à la consommation du gaz qu'il contient, provoquée par le convertisseur pen- dant une opération complète de conversion.

   4. Installation suivant la revendication 1, c a - r a c t é r i s é e en ce qu'un réservoir à capacité cons- tante et à pression variable mais basse est interposé en- tre l'évaporateur et un détendeur qui débite le gaz qui le traverse en allant vers la soufflante.

   5. Installation suivant la revendication 4, c a - r a c t é r i s é e en ce qu'un réservoir-tampon est in- terposé entre le détendeur et la soufflante.

   6. Installation suivant la revendication 5, c a - r a c t é r i s é e en ce que le réservoir-tampon susdit a une capacité minimum égale au volume maximum du gaz qu'il contient,pouvant être consommée en 10 secondes par le convertisseur.

   7. Installation suivant l'une ou l'autre des re- vendications précédentes c a r a c t é r i s é e en ce qu'une vanne de position réglable est disposée sur la conduite d'évacuation du gaz évaporé.

   8. Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que le réservoir de gaz <Desc/Clms Page number 13> liquéfié est en communication avec l'aval de la vanne susdite.

   9. Installation suivant l'une ou l'autre des re- vendications précédentes, caractérisée- en ce qu'un organe de contrôle de la mise en service de l'évaporateur est placé sous la dépendance de la consom- mation, par le convertisseur, du gaz évaporé par cet évaporateur.

   10. Installation suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'évaporateur est pourvu d'un organe de réglage du débit du fluide chaud provoquant l'évaporation, qui est placé sous la dépendance de la température du gaz évaporé, dans des conditions telles que la température de ce gaz soit maintenue constante.

   11. Installation suivant la revendication 10, c a r a c t é r i s é e en ce que l'évaporateur susdit comprend, d'une part, un appareil de vaporisation pro- prement dit du gaz liquéfié pourvu d'un organe de régla- ge du fluide chaud placé sous la dépendance de la tempé- rature de ce fluide à la sortie de l'appareil de vapori- sation et, d'autre part, un appareil de surchauffe du gaz évaporé pourvu d'un organe de réglage du fluide chaud placé sous la dépendance de la température du gaz à la sortie de cet appareil de surchauffe.

   12. Installation suivant l'une ou l'autre des revendications 2 à 9, c a r a c t é r i s é e en ce que, dans le cas où le mélange gazeux envoyé par la souf- flante dans le convertisseur contient plusieurs gaz qui passent chacun par l'état liquide au cours de leur pré- paration, l'appareillage de production continue de cha- cun de ces gaz comprend un réservoir de stockage du gaz liquéfié qu'il produit et en ce qu'un évaporateur à bas- <Desc/Clms Page number 14> - se pression de chacun de ces gaz est interposé entre, d'une part, un réservoir auxiliaire du liquide correspon- dant à évaporer, dont la capacité connue peut être isolée du réservoir de stockage de ce liquide et, d'autre part, le réservoir-tampon susdit.

   13. Procédé d'alimentation d'un convertisseur ser- vant à l'élaboration de l'acier au moyen d'un mélange ga- zeux contenant au moins un gaz qui passe par l'état liqui- de au cours de sa préparation, dans lequel on produit ce gaz d'une façon continue à basse pression et on le stocke avant de le livrer à une soufflante qui fait passer le mélange gazeux à travers le bain pendant les opérations de conversion successives,c a r a c t é r i s é en ce qu'on stocke à l'état liquéfié le gaz produit de manière continue et en ce qu'on évapore ce gaz liquéfié au fur et à mesure de la consommation par le convertisseur.

   14. Procédé suivant la revendication 13, c a - r a c t é r i s é en ce qu'on régularise la pression du gaz sous forme gazeuse avant de le faire coopérer à la formation du mélange qu'on envoie dans le convertis- seur par la soufflante.

   15. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendi- cations 13 et 14 caractérisé en ce que, dans le cas d'emploi d'air enrichi en oxygène pour la conversion de l'acier, on produit et on stocke sous for- me de liquide un mélange d'oxygène et d'azote plus ri- che en oxygène que l'air atmosphérique et on mélange le mélange d'oxygène et d'azote provenant de l'évaporation de ce liquide à de l'air atmosphérique pour obtenir l'air enrichi en oxygène désiré qu'on envoie dans le con- vertisseur par une soufflante.

   16. Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- dications 13 et 14, caractérisé en ce que, <Desc/Clms Page number 15> dans le cas de conversion d'un bain d'acier au moyen d'un mélange de plusieurs gaz qui passent par l'état liquide au cours de leur préparation, on isole chacun de ces gaz à l'état liquide sous un volume mesuré, on évapore ces vo- lumes de gaz liquéfié et on recueille les vapeurs formées dans un réservoir commun avant de les envoyer dans le bain d'acier.

   17. Installation telle que décrite ci-dessus et représentée aux dessins ci-annexes.

   18. Procédé tel que décrit ci-dessus.