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Dans l'affinage de la fonte par l'ore process ou procède au minerai, le processus est combiné à la réduction des Minerais qui apportent au bain de métal une quantité correspondante de fer.
-De tout temps on a essayé de mettre ce fait à profit pour la pré- paration directe de la fonte à partir des minerais, et on a beaucoup parlé d'une réduction des minerais par le carbone liquide. Mais un tel procédé ne devient utilisable en pratique si l'on parvient à remplacer continuellement, au fur et à mesure que l'on en a besoin, le carbone consommé pour la réduction des minerais dans le bain de métal liquide.
A cet effet, dans un procédé connu pour la fabrication directe de la fonte et de l'acier avec des minerais et des ad- ditions, on fournit au nain de fonte chauffé par de l'énergie
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électrique par exemple, le carbone réducteur par des corps de chaurono de for.ne réglables, constitués à la maière des électrodes de charbon et immergés dans le bain, la fonte et le laitier ainsi obtenus étant évacues périodiquement ou continuellement.,
D'autres propositions concernent le pressage du carbone, sous forme de charbon et aussi d'hydrocarbures liquides ou gazeux/ dans le bain de fonte provoquant la réduction.
Dans tous ces procédés, on peut élaborer non seulement la fonte, mais encore directenent l'acier en Interrompant l'ap- port de carbone au bain de fonte et en affinant ce dernier comme pour l'ore process.
La présente invention a pour objet un procede particu- lièrement efficace, économique et simple pour l'Inoculation de carbone dans un bain de fonte employé à la manière bien connue pour la réduction des minerais de fer par la phase liquide.
Ce procédé consiste à aspirer la fonte réductrice liquide par portions, dans un vase, dans lequel on peut faire le vide, à la recarburer dans ce vase et à la réincorporer ensuite au bain.
On peut aspirer la fonte et la réincorporer après recar- buration au bain produisant la réduction, soit en abaissant et relevant périodiquement le vase, qui est soumis à un vide con- stant et dont le fond est muni d'une pièce de sortie tubulaire plongée dans la coulée, ce qui a pour effet de faire varier dans la mesure requise le régime de pression, soit en faisant varier le vide dans le vase de dégazage.
Dans ce procède, la recarpuration est facile à effectuer ,en pratique,' et de grands avantages sont obtenus pour l'allure de la réduction, la dissolution du carbone dans le fer sous vide étant très rapide et les manoeuvres d'aspiration et de réincor- poration du métal fondu produisant un brassage énergique du bain, qui'est indispensable à une allure économique de la réduction des minerais de fer.
On va décrire maintenant le nouveau procédé en ce réfé- rant au dessin ci-annexé. Sur ce dessin :
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La figure 1 est une coupe longitudinale verticale par un four réducteur à sole ;
La figure 2 est une vue en plan dudit four.
Le four 1 pourvu d'une avant-sole 2, est rempli, d'un bain de fonte 3 qui a été chargé liquide ou fondu en partant de fonte solide.
A l'endroit de l'avant-sole 2 se trouve un vase à vide dont la pièce d'écoulement tubulaire inférieure ? est immergée dans le bain de l'avant-sole 2, sur une profondeur suffisante pour que la coulée forme'un joint étanche.
Une pompe raccordée à la tubulure 6 du vase.à vide'4 per- met de faire le vide dans ce vase, cette pompe n'étant pas repré- sentée sur ledit dessin.
Dans le vase à vide 4 débouche un dispositif 7 - 8 ser- vant à doser le recarburant et comportant deux sas d'alimentation.
Les minerais à réduite sont enfournésau moyen d'un tube 9, de préférence rotatif, qui traverse en l'espèce l'une des parois latérales du four 1.
Par 10 est désigné un brûleur destiné à fournir la chaleur nécessaire pour la réduction des minerais.
Sur l'un des murs longitudinaux du four sont prévus le trou 11 de coulée de la fonte et le trou 12 de coulée du laitier.
Il va sans dire que les minerais à réduire peuvent être
Introduits dans le four d'une autre manière que celle Indiquée dans le dessin, soit ensemble avec les additions scorifiantes nécessaires, soit séparément.
Le four peut être chauffé soit par des combustibles solides ou gazeux, soit par du courant électrique.
Le four décrit ci-dessus utilise. le nouveau procédé de la façon suivante :
Un verse dans le' four la fonte liquide contenant environ
4 à 4,5% de carbone. Apres quoi on ajoute les minerais à ré- duire, qui sont de préférence pulvérulents ou grenus et qui
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peuvent être constitués par les concentrés bien connus et aussi par des résidus de pyrites.
En même temps que les minerais on enfourne les produits d'addition en opérant de telle façon que la réduction produise la formation d'une scorie assez fluide sur le bain de fonte riche en carbone, la quantité de cette scorie dépendant par ailleurs de la pureté des minerais employés et pouvant donc être relati- vement petite pour les minerais riches.
Etant donné que les minerais de fer sont réduits des leur chargement dans le bain riche en carbone et que cette réduc- tion entraine une certaine consommation de carbone liquide, il y a lieu d'alimenter continuellement le bain avec la quantité-de carbone nécessaire pour cette réduction.
A cet effet, on aspire la fonte par portions dans le vase à vide 4, on la recarbure dans ce même vase, et on la réincorpore au bain 3.
Comme la recarburation dans le vide esttrès rapide, le procédé conforme à l'invention est très efficace.
Du reste le brassage énergique du bain, produit par l'as- piration et ,Le repompage de la fonte liquide, joue un rôle capital.
De ce fait, la réduction des minerais de fer par le pro- cédé conforme à. l'invention peut être faite dans d'autres fours que ceux à sole, par exemple dans les fours à cuve, avec profon- deurs de bain relativement importantes et des poids élevés de matériaux chargés.
L'oxyde de carbone dégagé dans le nouveau procédé peut être employé pour le chauffage du laboratoire du four, comme dans les procédés connus de réduction des minerais de fer par le car- bone liquide. On peut aussi l'employer pour le chauffage et la rés duction préliminaire des minerais fins en faisant circuler des gaz particulièrement prûlés en sens contraire du courant de minerai, à travers le tube alimentateur rotatif 9, par exemple.
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, De plus, on peut fabriquer directement l'acier comme dans les procédés connus de réductions des minerais par le car- bone liquide. Dans-ce cas, la méthode de recarburatlon préconisée par l'invention présente des avantages appréciables.
En effet, on sait que lors de la fabrication directe de l'acier à partir des minerais de fer, par le carbone liquide, on interrompt périodiquement.l'apport de ce métalloïde en continuant à charger le minerai. Le'bain de fer riche en carbone est ainsi affiné comme dans l'ore process. Pendant cet affinage on aspire la fonte dans le vase à vide, par partions, pour la réincorporer ensuite au bain.
L'appareil à vide sert ainsi. à brasser activement le'bain.
L'affinage peut être fait non seulement par addition de minerais, mais aussi par soufflage d'oxygène sur ou dans le métal en fusion, comme il est connu. Par' suite du traitement constant par le vide, la teneur en oxygène du bain ést maintenue à des valeurs nettement inférieures à celles obtenues sans l'utilisation du vide, aussi longtemps qu'il existe dans le bain une quantité suffisante de carbone pour la réaction de l'oxyde de carbone. Dans ce cas, la coulée exerce une action réductrice sur la scorie, qui renferme donc très peu de fer à la fin de l'affinage.
Lorsque la teneur en carbone du bain est descendue à une valeur insuffisante pour sa réaction stoechiométrique sur l'oxygène du bain, l'élimination de ce dernier élément peut être continuée par l'addition d'une quantité convenable de carbone, à l'aide du récipient à vide.
D'ailleurs, le vide permet de recarburer l'acier jusqu'à toute teneur finale voulue, de régler sa composition par addition de minerai et d'influer dans une large mesure sur sa qualité par
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désoy-ydation, ctën3trurat3.on,' etc.
Dans le mode de mise en oeuvre indiqué dans le dessin, un seul récipient de dégazage est raccordé au four réducteur pour la recarburation et le traitement de la coulée. On peut également
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prévoir plusieurs récipients de ce genre et relier ceux-ci à la coulée ou au four par d'autres moyens que l'avant-sole, en ins- tallant le ou les récipients au-dessus du four, leurs tubulures d'entrée et d'écoulement pénétrant alors dans le laboratoire du four.