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PERFECTIONNEMENTS A L'AFFINAGE DE METAL FONDU.
Cette invention est relative à des perfectionnements aux conver- tisseurs Bessemer et aux procédés Bessemer.
Un premier but de l'invention est de procurer un convertisseur Bessemer de construction nouvelle, dans lequel le métal ferreux en fusion puisse être soumis aux deux procédés Bessemer acide et basique ou vice ver- sa, en stades successifs, sans retirer le métal fondu de ce convertisseur unique.
Un autre but est de fournir un nouveau procédé utilisant un con- vertisseur du type précité, suivant lequel un métal ferreux de qualité impu- re,tel que la fonte provenant du haut-fourneau, est d'abord soumis à une opération Bessemer acide après laquelle la scorie est déversée et le métal est ensuite soumis à une opération Bessemer basique en présence d'une scorie basique.
Suivant l'invention, on obtient les résultats précités avec un convertisseur Bessemer du type à soufflage latéral constitué dans ses par- ties essentielles par un récipient convertisseur de conformation générale creuse et fermée, ayant une seule ouverture pour l'échappement des produits de combustion et pour le soufflage. Ce récipient qui peut être sphérique, ovoinde, cylindrique ou avoir une autre forme appropriée, est conforme d'une manière générale de façon à offrir une paire de soles disposées respective- ment de part.et' d'autre de l'ouverture. Une de ces soles est pourvue d'un revêtement réfractaire en matière acide ou siliceuse à point de fusion éle- vé, par exemple du ganister, tandis que l'autre sole est revêtue d'une matière basique à point de fusion élevé comme la dolomie.
Ces revêtements acide et basique se terminent suffisamment loin des deux côtés de l'ouver- ture pour laisser une zone intermédiaire, comprenant l'ouverture, qui est revêtue d'une matière réfractaire à point de fusion élevé neutre comme la chromite et qui sert à séparer les revêtements acide et basique l'un de l'au tre. Le récipient est monté de manière à pouvoir tourner sur un axe en sub-
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stance perpendiculaire à l'axe de l'ouverture. La rotation vers une posi- tion fera couler par gravité la charge de for fondu qui se trouve sur la so- le à revêtement acide tandis que la rotation dans le sens diamétralement op- posé fera couler le métal sur la sole à revêtement basique.
Il est évident qu'en faisant ainsi couler le métal de la sole à revêtement acide à la sole à revêtement basique ou vice versa, le sens de rotation doit être tel qu'il évite de laisser échapper le métal par l'ouverture ouverte de soufflage pré- citée. Cela revient à dire que l'ouverture doit tourner d'une position ho- rizontale vers la position horizontale diamétralement opposée en passant par le haut.
pour introduire de l'air dans le convertisseur pour réaliser le convertissage, on peut placer des tuyères dans les parois du récipient sur des côtés opposés, en substance en alignement avec l'ouverture de sortie ou, en variante, on peut les insérer dans l'ouverture de sortie ou dans des ou- vertures appropriées adjacentes à cette dernière. Dans un cas comme dans l'autre, le courant d'air arrive aux tuyères par des tuyauteries ou collec- teurs appropriés comme ce sera expliqué ci-après.
Comme on l'a dit, le convertisseur est du type à soufflage la- téral, l'opération se faisant avec l'ouverture placée horizontalement ou approximativement, dirigée dans un sens ou dans l'autre suivant que l'opé- ration Bessemer est effectuée sur la sole acide ou la sole basique. Les tuyères peuvent être disposées de manière qu'une partie du courant d'air soit injectée sur ou en dessous de la surface du métal tandis que la par- tie restante est dirigée en substance parallèlement à la surface du métal et dans les produits gazeux de la combustion.
En fonctionnement, le convertisseur est tourné dans une posi- tion telle que l'ouverture soit dirigée vers le haut dans une position ver- ticale ou inclinée de manière appropriée et on verse dedans une charge de métal ferreux en fusion de qualité inférieure ou impure, comme-de la fonte, on fait alors tourner le convertisseur dans une position telle que la charge de métal coule sur la sole acide.
Habituellement, on n'a- joute pas de laitier, bien qu'on puisse ajouter à ce moment de l'oxyde de fer, tel que Fe3o4, dans le but d'aider l'oxydation des impuretés et la formation de la scorie. on commence alors l'opération en envoyant de l'air sous pression dans les tuyères. pendant l'opération, la majeure partie du silicium et une partie du manganèse et du carbone sont oxydées et forment de la silice, de l'oxyde de manganèse et de l'oxyde de carbone, respecti- vement. une partie de l'oxyde de carbone peut aussi être oxydée et trans- formée en anhydride carbonique, comme cela peut être nécessaire pour le contrôle de la température du métal ou de la scorie. Il résulte de ce pro- cessus d'oxydation la formation d'une scorie siliceuse ou acide qui flotte à la surface du métal fondu.
A la fin de l'opération, on coupe l'arrivée d'air sous pression et on déverse en substance toute la scorie en faisant tourner le convertisseur jusqu'à ce que l'ouverture soit dirigée dans une position convenablement inclinée vers le bas.
Après cela, on fait tourner le convertisseur dans le sens oppo- sé, jusqu'à ce que le métal en fusion coule sur la sole basique, on charge alors à la surface du métal de la chaux (cao) avec un fluidifiant de scorie tel que le spath fluor, si ce dernier est nécessaire pour la fluidité de la scorie et on envoie de nouveau de l'air sous pression et l'opération recom- mence. Le silicium, le manganèse et le carbone restants sont ainsi enlevés du bain de métal à un degré désiré, l'oxyde de carbone ainsi produit étant ultérieurement transformé en CO2 jusqu'au degré requis pour donner à l'acier obtenu une température de coulée appropriée. Le phosphore présent est oxy- dé pour former du p205 et il est repris par la scorie basique sous cette for- me.
On coupe de nouveau l'arrivée de l'air comprimé et on fait tour- ner le convertisseur suffisamment pour déverser la scorie par l'ouverture de soufflage. Après cela, on fait de nouveau tourner le convertisseur pour déverser l'acier dans une poche en vue d'un traitement ultérieur au four Mar- tin ou au four électrique ou pour le verser dans des lingotières.
Suivant une variante du procédé précité, lorsqu'on charge du métal
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à température pev élevée dans le convertisseur, on peut commencer le souf- flage dans la section basique. Le phosphore est ainsi éliminé au dégré requis en opérant d'abord avec une scorie basique comme il a été expliqué . ci-dessus, qu'on déverse avant de transférer le métal du côté acide du convertisseur pour éliminer les autres métalloïdes, Une partie du silicium présent dans la charge initiale peut être oxydée tandis que le métal se trouve dans la section basique pour fournir ce qui est nécessaire à la for- mation de la scorie basique.
Dans la construction du convertisseur qui vient d'être décrite, le but de l'interposition de la zone à revêtement neutre ou de chrome entre les revêtements acide et basique est d'empêcher ces derniers de se toucher et par conséquent de réagir l'un sur l'autre. Si les revêtements acide et basique étaient en contact, ils se combineraient chimiquement pour donner un silicate à point de fusion inférieur, produisant ainsi une zone de con- tact soumise à une érosion extrêmement rapide ou "lavage", En conséquence , pour obtenir un fonctionnement satisfaisant et une durée de vie acceptable, il est nécessaire que les revêtements acide et basique soient séparés par un revêtement neutre, tel que la chromite,
qui ne se combine ni ne réagit avec aucun des deux revêtements acide ou basique et qui empêche ces derniers de réagir entre eux ou de se combiner l'un à l'autre.
Il est essentiel aussi pour le succès du fonctionnement du conver- tisseur d'employer pour les différents revêtements des matières réfractai- res ayant des points de fusion élevés, c'est-à-dire des points de fusion bien au-dessus de la température du bain de métal fondu, car autrement les revête- ments seraient détruits si rapidement qu'ils deviendraient sans valeur du point de vue pratique de l'opération. La température moyenne du bain de mé- tal pendant l'opération acide est environ 29100F (1600 C) et pendant l'opé- ration basique, environ 2980 F (1640 C).
Comme le ganister (acide), la magnésie et la dolomie (basiques) et la chromite (neutre) ont des points de fusion d'environ 3100 F (1704 C), 5072 F (28000C), 4000 F (2204 C) et 4127 F (2275 C) respectivement, toutes bien supérieures aux températures précitées du bain de métal fondu,ce sont les matériaux préférés pour les revêtements acide, basique et neutre des parties précitées du convertisseur.
.Ayant ainsi décrit dans ses parties essentielles le nouveau con- vertisseur Bessemer .suivant l'invention et le nouveau procédé d'utilisation de celui-ci, on se référera maintenant, pour une description plus détaillée, aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un convertisseur cy- lindrique suivant une forme d'exécution préférée de l'invention.
Les figures 2 à 6 sont respectivement des coupes suivant les lignes 2-2 à 6-6 de la figure 1; les figures 3 à 6 étant des vues partiel- les suffisamment illustratives des détails de construction représentés.
La figure 7 est une coupe transversale d'une variante d'un con- vertisseur cylindrique conforme à l'invention, faite suivant la ligne 7-7 sur la vue schématique en plan 7a.
La figure 8 est une coupe longitudinale suivant la ligne 8-8 de la figure 7.
La figure 9 est une coupe étagée suivant la ligne 9-9 de la figu- re 7.
La figure 10 est une vue partielle en plan du côté droit du col- lecteur représenté sur la figure 9.
La figure 11 est une coupe partielle à plus grande échelle sui- vant la ligne 11-11 de la figure 8.
La figure 12 est une coupe partielle à plus grande échelle sui- vant la ligne 12-12 de la figure 9.
Les figures 13 et 14 sont respectivement des coupes partielles suivant les lignes 13-13 3t 14-14 de la figure 11.
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La figure 15 est un détail en élévation et partiellement en cou- pe d'une des tuyères.
Les figures 16 et 17 sont des coupes plus ou moins schématiques montrant une autre variante d'un convertisseur du type général cylindrique conforme à l'invention ayant une section transversale ovale ou elliptique, la figure 16 étant une coupe transversale suivant la ligne 16-16 de la fi- gure 17 et la figure 17 étant une coupe longituiinale suivant la ligne 17- 17 de la figure 16 et
La figure 18 est une représentation plus ou moins schématique d'une autre variante encore dont les tuyères sont insérées dans l'ouvertu- re de soufflage et dont l'inclinaison est réglable indépendamment par rap- port au bain de fusion, cette vue étant une coupe transversale correspondant à la figure 7.
Les figures 1 à 6 montrent le convertisseur comprenant une en- veloppe extérieure en acier 10 de forme cylindrique constituée par des pa- rois d'about planes et circulaires 11 et 12 et un corps cylindrique 13 soudés ou autrement fixés ensemble, comme c'est représenté. Le corps 13 possède une ouverture rectangulaire en forme de fente s'étendant longitu- dinalement en substance sur toute sa longueur, comme le montre le rectan- gle 14-17 en traits interrompus sur la figure 1, et qui est vue en coupe transversale en 15 et 17 sur la figure 2. Comme le montre le plus clai- rement la figure 2, l'enveloppe d'un côté de l'ouverture est revêtue, en 18, d'une matière réfractaire acide ou siliceuse telle que le ganister et de l'autre côté de l'ouverture, en 19, d'une matière réfractaire basique telle que la magnésie ou la dolomie.
Les parties à revêtements acide et ba- sique sont ainsi séparées par une zone intermédiaire qui est revêtue en 20 d'une matière neutre, comme la chromite.
L'ouverture en forme de fente 14-17 formée dans l'enveloppe extérieure est munie d'un bouchon amovible 21 en matière neutre réfrac- taire. Ce bouchon est chanfreiné ou taillé en biseau de tous côtés comme en 22 et 23 sur les figures 1 à 4, pour procurer en fait une construction en coin s'amincissant vers l'intérieur sur les quatre côtés, de la maniè- re représentée en coupe sur la figure 4, afin de caler le revêtement du bouchon dans le revêtement contigu du convertisseur, le revêtement du bou- chon étant en outre calé en place par un joint d'argile ou de matière ana- logue 23.
La figure 4 montre aussi que le bouchon est maintenu en place au moyen de plaques d'acier 21a qui sont soudées à l'enveloppe extérieure en acier 13a du bouchon et qui recouvrent les parties contiguës de l'enve- loppe externe 13 du convertisseur, de la manière représentée en 13b, lors- que le bouchon est en place. Sur les parties inférieures de l'enveloppe du convertisseur sont fixés à intervalles des séries de bossages verticaux 21c fendus transversalement en 21d pour recevoir des coins de blocage 21e qui sont enfoncés dans les fentes pour caler le bouchon en place contre l'enve- loppe du convertisseur de la manière représentée. Grâce à cette disposition, on peut enlever le bouchon rapidement en chassant simplement les coins, ce qui facilite le renouvellement rapide et économique de cette partie du revê- tement qui est la plus rapidement érodée.
Le bouchon 21 a au centre une ouverture 24, figure 2, pôur lais- ser échapper les gaz de combustion et il comprend la sortie de soufflage, Cette ouverture est aussi utilisée pour le chargement et pour la coulée. De chaque côté de l'ouverture 24, le bouchon 21 est muni d'une série de tuyè- res 25 à 28. Certaines de ces tuyères 25 sont inclinées vers la sole à re- vêtement acide 18 pour diriger un jet d'air sur la surface du métal fondu pendant l'opération Bessemer sur la sole à revêtement acide. certaines au- tres tuyères 28 sont inclinées vers la partie 19 à revêtement basique pour diriger de la même manière un jet d'air sur la surface du métal pendant l'o- pération Bessemer sur la sole basique.
Les autres tuyères 26 et 27 sont parallèles à l'axe de l'ouverture 24 pour diriger des jets d'air dans les produits gazeux de la combustion dégagés pendant l'opération.
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Il est important que le bouchon 21 qui comprend les ouvertures des tuyères et la sortie de soufflage, comme ci-dessus décrit, puisse être facilement enlevé et renouvelé de la manière précitée parce que la zone su- bissant l'érosion la plus rapide dans un convertisseur est celle adjacente à et comprenant les ouvertures des tuyères, le niveau de la scorie et l'ouverture par laquelle passent les gaz chauds. L'incorporation des ouver- tures de tuyères et de l'orifice de soufflage dans.ce bouchon facilement enlevable est par conséquent une caractéristique de très grande utilité puis- qu'.elle permet de renouveler facilement et rapidement le revêtement de ces parties sans déranger le restant du revêtement du convertisseur.
Il est à remarquer que toutes les tuyères 25 à 28 inclusivement pénètrent bien à l'intérieur du convertisseur aux confins du bec de coulée 29, 30 de l'ouverture 24, permettant ainsi de déverser la scorie et le métal fondu sans les laisser couler dans les tuyères. Grâce à cette construction on peut couper le soufflage d'air pendant la coulée ou pendant le convertis- sage, contrairement aux convertisseurs conventionnels à soufflage par le fond dans lesquels cela ne peut se faire. L'orifice 24 peut avoir n'impor- te quelle forme appropriée, rectangulaire, circulaire, ovale, etc... et il peut se trouver entre les ouvertures de tuyères en 31 pour augmenter l'ou- verture de soufflage.
La figure 4, plus particulièrement, montre que l'air sous pres- sion est amené aux tuyères 25 'à 28 inclusivement par les collecteurs ou tu- bulures 35 à 38 qui lui sent respectivement reliés. Les collecteurs 35 et 36 comprennent de préférence des tubes concentriques placés l'un dans l'au- tre et il en est de même des collecteurs 37 et 38. Ces paires de collec- teurs 35, 36 et 37, 38 sont de préférence placées dans des logements réfrac- taires 39, 40 qui à leur tour, s'étendent longitudinalement et sont montés sur l'enveloppe externe en acier 13a du bouchon 21 du convertisseur.
Comme le montrent les figures 1 et 3, les collecteurs 35 à 38 inclus dépassent une extrémité du.convertisseur et ils sont connectés individuellement à des ac- couplements 41 à 44 respectivement. Ces accouplements servent à relier les collecteurs de manière à pouvoir tourner avec les tuyaux concentriques 46 et 47 d'arrivée de l'air de soufflage qui sont coaxiaux au convertisseur.
Les accouplements 41 et 43 se terminent ainsi par une pièce en forme de chapeau 45 dans laquelle l'extrémité de la tuyauterie d'arrivée 46 est mon- tée dans des paliers tandis que les accouplements 42 et 44 se terminent dans une portée en forme de collier dans laquelle tourne l'extrémité de la tuyau- terie d'arrivée 47. Ces extrémités sont pourvues d'ouvertures dans les pa- rois latérales, comme en 49 et 50, qui correspondent avec l'un ou l'autre des accouplements 41, 43 et 42, 44 lorsqu'on a fait tourner le convertisseur dans l'une ou l'autre de ses positions de soufflage diamétralement opposées, comme on l'expliquera ci-après. Le chapeau 45 est soudé au collier 48 en 51 et l'ensemble est porté par un support fixe 52.
Des tuyaux d'alimentation 53, 54 sont reliés aux tuyaux 46, 47, respectivement, par des accouplements déconnectables 54a.
Le convertisseur est porté par ses flasques d'extrémité 55, 56 sur une série de galets 57 qui tournent dans des logements dé palier fixes, non représenté dans un but de simplification et qui sont de construction conventionnelle. pour faire tourner le convertisseur, une couronne dentée 58 est fixée sur la plaque d'extrémité 11 et elle engrène avec un pignon 59 claveté sur l'arbre d'un moteur électrique réversible d'entraînement.
Comme le montre la figure 2, quand le convertisseur est tourné dans une position telle que'l'orifice de soufflage 24 est dirigé horizontalement vers la droite,une charge de métal 60 se trouve sur la so- le à revêtement basique tandis que si le four est retourné de 1800 en sens inverse des aiguilles d'une montre, la charge coulera sur la sole acide et l'orifice 24 sera dirigé horizontalement vers la gauche.
Des cheminées 61 et 62 peuvent être prévues facultativement en correspondance respectivement avec l'orifice 24 du convertisseur lors- que ce dernier est tourné dans l'une ou l'autre des positions de souffla- ge précitées. pour faciliter la coulée ou les réparations, la partie infé- rieure 63, 64 de ces cheminées peut être construire séparément de la partie
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supérieure et montée de manière mobile sur des chariots 65 et 66 roulant sur des rails 67. Les parties supérieures des cheminées sont évidemment fixes et construites de façon conventionnelle. pour le chargement, on peut monter une trémie 68 au-dessus du convertisseur de manière à correspondre avec l'orifice 24 lorsque ce der- nier est amené par la rotation du convertisseur à un point situé vertica- lement vers le haut.
En variante, on peut introduire le métal par un canal lorsque le gueulard 24 est tourné vers un point approximativement dans la direction horizontale. Le convertisseur peut aussi être construit en deux parties comme il est indiqué en 69 et 70, dans le but de pouvoir refaire le revêtement ou effectuer des réparations.
Le convertisseur représenté sur les figures 7à 15 est, dans l'ensemble, de la même construction et son mode de fonctionnement est le même que celui décrit ci-dessus, sauf en ce qui concerne la disposition des tuyères utilisées pour amener l'air de soufflage. Le convertisseur propre- ment dit ne sera par conséquent que brièvement décrit, l'attention étant concentrée sur la construction et le fonctionnement des tuyères.
Comme précédemment,le convertisseur proprement dit comprend une enveloppe externe en acier ou logement 100 ayant une ouverture rectangulaire en forme de fente s'étendant longitudinalement en substance sur toute la longueur, comme représenté par le rectangle en traits interrompus 80-83.
L'intérieur de l'enveloppe externe est pourvu, comme précédemment, de revê- tements acide et basique 104 et 105 placés respectivement de part et d'au- tre de l'ouverture rectangulaire 80-83, ces revêtements étant séparés par une zone intermédiaire pourvue d'un revêtement neutre lo6. L'ouverture 80- 83 en forme de fente dans l'enveloppe externe possède un bouchon amovible 84 ayant un revêtement en matière réfractaire neutre.
Comme dans la pre- mière construction du convertisseur, ce bouchon est chanfreiné ou taillé en biseau de tous côtés, en 85 et 86, pour former une sorte de coin qui s'amin- cit vers l'intérieur sur les quatre côtés, de la manière représentée le plus clairement sur la figure 7, afin de coincer le revêtement du bouchon en place dans le revêtement contigu du convertisseur; le revêtement du bou- chon est en outre calé en place par un joint d'argile ou de matière analo- gue 87.
Ce bouchon 84 amovible est maintenu en place d'une manière identi- que à celle décrite avec référence à la construction précédente, au moyen de plaques, goujons et coins représentés en 21a à 21e sur la figure 4. Le bouchon 84 possède au centre une ouverture 101 pour le chargement, la coulée et l'échappement des produits de combustion pendant l'opération et aussi, en alignement avec l'ouverture 101 et placée sur les deux côtés de celle-ci, une paire d'ouvertures longitudinales rectangulaires ou en forme de fente 102 ou 103, ces dernières servant à l'introduction et à la reprise des tuyè- res comme il est expliqué ci-dessous.
Le logement 100 est entouré à ses extrémités opposées par des flasques périphériques 107 et 108 qui y sont fixés et qui permettent de faire tourner le convertisseur sur des galets 109 et 110, ces derniers tournant dans des paliers montés dans des logements fixes (non représentés). on fait tourner le convertisseur au moyen d'une couronne dentée 111 fixée à une de ses extrémités, qui engrène un pignon 112 claveté sur l'arbre 113 d'un moteur.
En outre, comme dans la construction décrite antérieurement, on peut munir facultativement le convertisseur de deux cheminées placées vis-à-vis 114 à 115 correspondant respectivement aux deux positions de soufflage diamétralement disposées du gueulard lol'du convertisseur, on peut aussi prévoir une trémie 116 pour charger le métal fondu dans le convertisseur, pour amener l'air de soufflage à l'intérieur du convertisseur dans chacune de ses positions de soufflage opposées, des tuyères tour- nantes et mobiles sont placées de chaque côté du convertisseur comme c'est représenté d'une manière générale en 120 et 121.
Chacune de ces tuyères comprend une paire de collecteurs concentriques 122 et 123 s'étendant longitudinalement par rapport au four, en substance sur toute sa longueur
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comme on le voit sur la figure 9, le collecteur extérieur tournant dans des paliers montés aux extrémités opposées 124 et 125. Ces paliers sont à leur tour fixés rigidement en 126 sur la plateforme 127 de chariots 128 et 129 indépendants. Ces chariots se déplacent sur des rails 130 et 131 pour fai- re avancer les unités 120 et 121 vérs le convertisseur et les ramener ensui- te de la mnière représentée sur la figure 7 et comme on l'expliquera ci-après.
Chaque collecteur extérieur 123 est pourvu d'une série d'ouver- tures alignées d'où part une série de tuyaux de liaison 132 qui sont vissés dans les ouvertures alignées du collecteur associé interne 122. Ces tuyaux de liaison 132 sont aussi soudés au collecteur externe 123 autour des ouver- tures précitées en 133, figure 11. Une seconde série de sections de tuyaux 134 alternent avec les sections de tuyaux 132 et elles sont vissées dans des ouvertures du collecteur externe 123 de la manière représentée le plus clairement sur la figure 9.
Toutes les extrémités supérieures de ces sec- tions de tuyaux 132 et 134 pénètrent dans des passages correspondants 135, figure 11, ménagés dans une pièce coulée 136. on remarquera que les passages 135 sont coudés suivant un certain angle pour donner des orifices de sortie 137 disposés en substance horizont a- lement. Chacune de ces sorties 137 est munie d'un dispositif indiqué en 138 pour attacher etdétacher rapidement les tuyaux de -tuyères 139 ou 140.
Ces tuyères peuvent être munies d'un bec en matière réfractaire 140a. on remar- quera que les tuyères 139 sont coudées vers le bas à leurs extrémités 141, pour diriger un jet d'air sur la surface du bain de métal fondu 142 tandis que les autres tuyères 140 sont horizontales pour diriger l'air dans les gaz de combustion au-dessus du bain de métal. Les tuyères 139 et 140 sont con- nectées alternativement aux passages 137. Les tuyères 140 peuvent donc être connectées au collecteur interne 122 dans les sections de tuyaux 132 auquel cas les autres tuyères 139 sont connectées aux sections de tuyaux 134 qui atteignent le collecteur externe 123. De cette façon, l'air de soufflage qui arrive aux deux jeux de tuyèrespeut être contrôlé indépendamment.
Pour supporter les tuyères 139 et 140, on peut facultativement souder à la surface supérieure de la pièce coulée 136 une plateòrne en tôle d'acier 143 dont l'extrémité en saillie est pliée à angle droit vers le bas et ensuite horizontalement en 144 et qui est percée de trous d'une manière appropriée dans la partie verticale pour y glisser les tuyères de la manière représentée sur les figures 11 et 13. La plateforme 143 peut être facultativement protégée par un écran réfractaire 145 en briques ou matériau analogue convrant la surface supérieure de la plateòrne, cet écran pouvant aussi, si on le désire, se terminer contre la pièce coulée 136 par un rideau ou bouchon de fermeture 146 vertical en matière réfractaire.
Sur les figures 8 et 9, les tuyères 139 et 140 reliées à cha- que jeu de tuyaux de collecteur 122 et 123 sont disposées en rangées de deux comme on le voit d'une manière générale en 147 et 148 sur la figure 8, afin de se trouver de part et d'autre de l'espace occupé par l'orifice de souf- flage 101, ces deux rangées de tuyères étant en outre espacées longitudina- lement de manière à correspondre aux fentes 102 et 103 disposées respective- ment des deux côtés de l'orifice de soufflage 101.
Le collecteur interne 122 est supporté concentriquement au col- lecteur externe 123 au moyen de cloisons 149, figure 9, placées à chaque ex- trémité et soudées respectivement aux collecteurs interne et externe pour former des joints étanches à l'air, pour alimenter sous conrôle séparé les collecteurs interne et externe en air de soufflage, une connexion 150, fi- gure 9 et 10, aboutit au collecteur interne à chacune de ses extrémités et une connexion analogue arrive au collecteur externe à chacune de ses extrémités opposées.
Comme il est expliqué ci-dessus, chaque collecteur et l'ensem- ble de ses tuyères associées tournent dans des supports placés aux extré- mités opposées du collecteur externe sur des tourillons 124 et 125 qui sont montés à leur tour sur des chariots sur rails 127. Ainsi chaque ensemble de tuyères peut -tourner autour de l'axe de son'collecteur de la
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manière représentée par comparaison avec les unités 120 et 121 sur la figure 7.
En outre, on peut déplacer chaque ensemble de tuyère et de col- lecteur vers le convertisseur ou l'en écarter par le mouvement des chariots 127 et 128 sur leurs rails respectifs 131 et 130. pour faire tourner automatiquement les ensembles de tuyères de la position dans le convertisseur, représentée en 121 sur la figure 7, à une position en dehors du convertisseur, comme en 120, chaque collecteur exter- ne 123 peut être muni d'une paire de bras de levier parallèles 153 et 154, formant corps avec lui à ses extrémités opposées, aux extrémités en sail- lie desquelles sont fixés des pivots 155 et 156 sur lesquels tournent des galets de came 157 et 158.
Ces galets de came sont respectivement placés pour rouler sur des cames 159 et 160 entourant l'enveloppe externe 100 du convertisseur à ses extrémités opposées comme le montre la figure 8 et leur élévation axiale à la conformation représentée sur la figure 7 en 159.
Ainsi, lorsque le convertisseur tourne en sens inverse des ai- guilles d'une montre depuis la position représentée sur la figure 7, 1''en- semble de tuyères 121 sera automatiquement retiré du convertisseur par une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre causée par le contact des galets de came 157 sur les parties 161 des cames 159 et 160. L'ensemble des tuyères prend donc une position correspondant à celle représentée pour l'ensemble 120.
Lorsque la rotation du convertisseur continue en sens in- verse des aiguilles d'une montre, l'ensemble de tuyères 121 reste immobile dans la position retirée par suite du passage de ses galets de came 157 sur la partie circulaire de la came 162 qui ayant un rayon constant ne produit plus de rotation des bras de levier 153 et 154 dans le sens des aiguilles d'une montre, cependant, la continuation de la rotation du convertisseur en sens inverse des aiguilles d'une montre fera tourner dans le sens des ai- guilles d'une montre l'ensemble de tuyères120, puisque les galets de came 164 passent de la partie circulaire 162 de la came dans la partie inclinée 165. De cette façon, l'ensemble de tuyères 120 est amené par rotation dans une position en saillie dans le convertisseur correspondant à celle repré- sentée pour l'ensemble 121.
Inversement, une rotation subséquente du con- vertisseur dans le sens des aiguilles d'une montre, par les moyens décrits ci-dessus retirera par rotation l'ensemble de tuyères 120 du convertisseur et y introduira l'ensemble 121. En variante, on peut utiliser un système manuel ou autre pour introduire et retirer ces tuyères.
Ainsi, l'ensemble de tuyères 121 est introduit lorsque le con- vertisseur se trouve dans la position de soufflage de droite, figure 2, c'est- à-dire avec le gueulard dirigé vers la droite pour l'opération Bessemer de la charge de métal fondu sur la sole acide 105. De même, l'ensemble de tuyères 120 est introduit dans le convertisseur dans la position de souffla- ge de gauche pour l'opération Bessemer de la charge de métal fondu'' sur la sole basique 104. On remarquera à ce propos que lorsqu'un ensemble de tuyères comme 121 est ainsi introduit, les parois réfractaires 146 montées dessus agissent comme pièce de fermeture pour les ouvertures en forme de fen- tes 102 et 103 par lesquelles on introduit les tuyères, ce qui fait que le soufflage ne peut se faire que par le gueulard 101.
Comme moyen différent ou supplémentaire d'introduire et de reti- rer les ensembles de tuyères dans le convertisseur, on peut attacher des bras de levier supplémentaires tels que 166 et 167, figure 2, aux extrémités des collecteurs externes 123. Comme le montre la figure 2, ces bras de levier 166 et 167 forment un angle avec les bras de levier 153 et 164 respective- ment et des galets de came 168 et 169 sont montés dans des paliers sur leurs extrémités en saillie et ils sont en contact avec les cames 170 et 171 mon- tées au-dessus des rails 131 et 130 sur lesquels roulent les chariots 127 et-128. En se référant plus particulièrement à la disposition 121 des tuyè- res sur la figure 2,
on remarquera que les cames 170 sont parallèles aux rails 131 sauf que l'extrémité de la came adjacente au convertisseur est coudée vers le haut et puis vers le bas comme un crochet, par conséquent, lorsque le chariot 129 est propulsé vers la droite, le galet de came 168 des- cend le long de la partie inclinée 172 de la came vers la partie horizontale ce qui fait tourner l'ensemble de tuyères suffisamment dans le sens des ai-
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guilles d'une montre autour de l'axe du collecteur et l'ensemble est ainsi retiré du convertisseur pour permettre aux sections 141 inclinées des tuyè- res de dégager les bords inférieurs des parties 102 et 103 du convertisseur.
Inversement, lorsque le chariot est ultérieurement propulsé vers la gauche, les galets de came 168 remontent la partie inclinée de la partie 172 de la came et font ainsi tourner l'ensemble des tuyères dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre suffisamment pour permettre aux sections de tuyères 140 et 141 de pénétrer dans les ouvertures 102 et-103 et d'attein- dre ensuite la position représentée à l'intérieur du four pour l'ensemble 121. pour la coulée, on fait tourner le convertisseur dans une posi- tion telle que la lèvre inférieure de l'orifice 101 soit à peu près dans la position représentée en pointillé 175 ce qui permet de déverser le contenu dans la poche 176 placée sur un chariot sur rails 177 en dessous du four com- me le montre la figure 7.
pour éviter que le métal fondu n'écalbousse les chariots des tuyères et leurs rails 128-131 pendant la coulée, on place des écrans en 178 et 179; figure 7..
Les principes de construction et de fonctionnement décrits ci-des- sus avec référence aux figures 1 à 15 inclus, peuvent évidemment être appli- qués à des convertisseurs ayant d'autres formes que celle circulaire-cylin- drique représentée ici, par exemple sphérique, ovoïde ou autre. Les figures 16 et 17 montrent schématiquement des variantes dans lesquelles le convertis- seur a une section transversale ovale, comme en 180 sur la figure 16 et dans laquelle les foyers ont une section longitudinale courbe ou en arceau 181 et 182 sur la figure 17.
On concentre ainsi la charge de métal fondu sur une plus petite surface de foyer ce qui facilite l'opération Bessemer et la coulée, Comme le montre aussi la figure 16, l'orifice de sortie 184 peut être centré sur le grand axe plutôt que sur le petit axe de l'ellipse et dans ce cas les parties à revêtements acide, basique et neutre sont évi- demment décalées de 90 .
Ce dernier arrangement procure un bain de métal fondu môins profond et de surface accrue pendant l'opération, comparés à la disposition représentée sur la figure 16. on remarquera que dans toutes les variantes de l'invention dé- crites ci-dessus, l'orifice de soufflage est aussi employé pour le chargement dans le convertisseur du métal fondu, de la matière formant le laitier, etc..
et que cet orifice est aussi utilisé pour déverser la scorie et la charge travaillée, etc... pendant l'opération, comme il est expliqué ci-dessus, les produits gazeux et autres résultants de l'opération sont également dé- chargés par cet orifice,
La figure 18 est une coupe transversale schématique d'un con- vertisseur du type cylindrique pourvu d'une disposition de tuyères telle que les tuyères peuvent être introduites dans l'orifice de soufflage et que leur inclinaison peut être réglée indépendamment par rapport à la charge de métal fondu. Comme dans les constructions précédemment décrites, le con- vertisseur comprend des parties opposées 200 et 201 ayant un revêtement aci- de pour l'une et basique pour l'autre, entre lesquelles est interposée une zone 202 à revêtement neutre qui comprend l'orifice de soufflage 203.
Le convertisseur est monté de manière à pouvoir tourner autour de son axe cylindrique de la manière décrite avec référence aux variantes discutées an- térieurement.
De chaque côté du four est monté un jeu de tuyères reliées à des collecteurs comme indiqué d'une manière générale en 204 et 205. Ain- si, l'unité 204 comprend des collecteurs supérieur et inférieur 206 et 207 auxquels sont reliées respectivement les tuyères supérieure et inférieure 208 et 209. Ces collecteurs sont parallèles au convertisseur et sont mon- tés de manière à pouvoir tourner indépendamment autour de leurs axes et en outre on peut les rapprocher ou les éloigner du convertisseur en se ser- vant dans ce but des montures de collecteur semblables dans l'ensemble à celles du groupe de tuyère et de collecteur de la figure 7.
Grâce à ces montures, on peut introduire les tuyères dans le convertisseur par l'o- rifice de soufflage 203, comme c'est représenté pour l'unité 204 et elles
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peuvent en être complètement retirées comme il est représenté pour l'unité 205 dont les éléments correspondants portent les mêmes références,'affectées de la lettre a, comme pour l'unité 204. Un avantage de cette disposition est qu'on peut ajuster indépendamment l'inclinaison des tuyères supérieure et inférieure 208 et 209 par rapport au bain de métal fondu 210, par une rotation appropriée des collecteurs 206 et 207 auxquels elles sont respectivement atta- chées.
Il est bien entendu, en se référant à toutes les constructions du convertisseur décrites ci-dessus, que le gaz de soufflage, introduit daris le convertisseur par les tuyères pour effectuer le convertissage, peut évidemment comprendre soit de l'air ou de l'oxygène froid ou réchauffé ou d'autres agents oxydants et/ou de la vapeur et que chacune ou toutes ces substances sont cou- vertes par l'expression "fluide gazeux oxydant".
Comme il est également expli- qué ci-dessus, dans toutes les formes de réalisation du convertisseur décrites ci-dessus, l'orifice de sortie pour le soufflage peut aussi être employé pour l'introduction dans le convertisseur des matières brutes telles que le métal chaud, l'oxyde de fer, la chaux, etc..., et que cet orifice peut aussi être em- ployé pour la coulée du métal affiné et/ou de la scorie et que l'expression Itou- verture de chargement, de coulée et d'échappement des produits de combustion" doit être comprise en incluant ces diverses opérations aussi bien que l'opéra- tion de soufflage.
REVENDICATIONS.
1. - Appareil à affiner du métal fondu comportant : un récipient creux fermé conformé de manière à présenter deux soles, un revêtement réfractai- re acide pour une des soles et basique pour l'autre, une séparation à revête- ment neutre entre les soles, un orifice communiquant avec les soles pour le chargement, la coulée et l'échappement des gaz de combustion, un dispositif ad- jacent aux soles pour y introduire un fluide gazeux oxydant sous pression et un dispositif permettant de modifier les niveaux relatifs des soles pour amener le métal fondu se trouvant sur une des soles à passer sur l'autre sole en cou- lant sur la séparation à revêtement neutre.
2. - Appareil à affiner du métal fondu par un procédé Bessemer dans un convertisseur Bessemer à soufflage latéral comportant un récipient de forme générale fermée, avec un orifice pour le chargement, la coulée et l'échappement des produits de combustion et un système de tuyères adjacentes à l'orifice pour introduire dans le récipient un fluide gazeux oxydant sous pression, caractéri- sé en ce que le récipient est conformé de manière à présenter une paire de so- les situées respectivement de part et d'autre de l'orifice, un revêtement réfrac- taire acide sur une des soles et un revêtement basique sur l'autre sole,
ces re- vêtements réfractaires acide et basique étant séparés par une zone intermédiai- re compqrtant l'orifice de revêtement réfractaire neutre sur la zone intermédiai- re séparant les revêtements acide et basique l'un de l'autre et une monture pour le récipient permettant de le faire tourner autour d'un axe sensiblement perpen- diculaire à l'axe de l'orifice, ce qui permet de faire subir à une charge de mé- tal ferreux fondu l'opération Bessemer successivement sur les deux soles.