BE571111A - - Google Patents

Description

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   L'invention est relative à un nouveau procédé de fabrication de l'a- cier par affinage des fontes Thomas ou autres, ainsi qu'à l'appareillage pour sa mise en oeuvre. 



   Il est bien connu que lorsqu'on désire effectuer une conversion à l'aide d'oxygène de pureté industrielle, il est nécessaire de souffler le mélange par le dessus du bain et non par le bas comme dans les convertisseurs classiques, ceux-ci étant rapidement détruits lorsque le vent contient une trop forte propor- tion d'oxygène. 



   Si l'on désire traiter une fonte Thomas à haut phosphore, le souffla- ge par le haut à l'aide d'oxygène de pureté industrielle ne permet pas'd'obtenir une déphosphoration très poussée, à moins de consentir une oxydation excessive du bain du fait de l'inefficacité du brassage. 



   La présente invention remédie à ces inconvénients. 



   Le procédé suivant l'invention consiste à disperser la fonte dans une scorie fondue de nature appropriée à la composition de la fonte, et à l'af- finer à l'aide de fluides et de matières solides pulvérulentes ou granuleuses insufflées dans une 'chambre, dite chambre ou tour d'affinage, dans laquelle les gouttes de fonte circulent de haut en bas, tandis que les matières solides insuf- flées, la scorie et les gaz circulent de bas en haut. 



   La chambre ou tour d'affinage a une forme tronconique ou cylindrique d'axe vertical ayant de préférence une section circulaire. Elle comporte à sa partie supérieure des tuyères ménagées dans la paroi et servant à l'insufflation du ou des fluides destinés à produire la division et la dispersion de la fonte. 



  Dans la moitié inférieure de la chambre, on introduit le gaz oxydant destiné à l'affinage de la fonte et les matières solides destinées à former la scorie. Les matières solides à utiliser à cette fin dépendent, comme on le sait, de la natu- re de la fonte: elles contiennent habituellement de la chaux libre ou combinée (carbonate, hydrate) avec éventuellement un fondant pour améliorer la fluidité de la scorie. 



   Le jet de fonte pénètre axialement dans la chambre d'affinage à sa partie supérieure et est frappé par un ou' plusieurs jets de fluide dirigés nor- malement ou obliquement par rapport au jet de fonte, lesquels produisent la di- vision de celui-ci en gouttelettes plus ou moins fines et les dispersent trans- versalement dans la scorie fondue qui entoure le jet de fonte. 



   , Le fluide insufflé sur le jet de fonte pour assurer la pulvérisation et la dispersion peut être un gaz quelconque tel que l'air ou l'oxygène ou de l'eau à l'état de vapeur ou,à l'état liquide, ou un mélange de deux ou plusieurs de ces fluides. Le dit fluide contient de l'oxygène libre et/ou combiné. Il pro- duit un commencement d'affinage de la fonte et assure la combustion de tout ou partie de l'oxyde de carbone résultant de l'oxydation du carbone de la fonte, d'où résulte un dégagement de chaleur qui maintient la fluidité de la scorie. 



   Le gaz insufflé dans la moitié inférieure de la tour et destiné à l'affinage peut être de l'oxygène industriellement pur ou un mélange d'air et d'oxygène avec addition éventuelle d'eau (vapeur ou liquide) ou d'anhydride car- bonique en quantité réglable pour ajuster le régime thermique des réactions dans la tour. 



   Les matières solides en granules ou en poudre fine, destinées à former la scorie;, peuvent être incorporées dans le courant de gaz d'affinage ou sont, de préférence, insufflées par des tuyères spéciales à l'aide d'un fluide porteur approprié. 



   Suivant une modalité de l'invention, l'atmosphère gazeuse est rendue neutre ou peu oxydante dans le tiers inférieur de la tour, tandis qu'elle est nettement oxydante dans la partie supérieure de la dite tour. 

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   A cet effet, on insuffle au bas de la -tour, en même temps que les matières solides destinées à former la scorie, un gaz combustible (par exemple du gaz de four à coke ou du gaz naturel) et un gaz oxydant (air enrichi en oxy- gène ou de préférence de l'oxygène de pureté commerciale), l'un ou l'autre de ces deux gaz pouvant servir' de véhicule aux matières solides, tandis que l'autre gaz est insufflé par des tuyères distinctes (dites ci-après "tuyères de combustion") et situées pratiquement au même niveau que les tuyères (dites "tuyères à chaux") servant à l'insufflation des matières solides et du gaz porteur.

   Les proportions relatives d'oxygène et de gaz combustible sont telles que les gaz résultant de la combustion contiennent une proportion élevée de 00 et de   H@;   cette proportion de l'ensemble 00 et Ha est avantageusement comprise entre 30% et 60% (en volume) du total des gaz de combustion. La chaleur dégagée par la combustion sert utile- ment à maintenir à une température favorable le métal affiné qui s'accumule dans la chambre collectrice disposée au bas de la tour. 



   A un niveau plus élevé, soit entre le tiers et la moitié de la hau- teur de la tour, sont disposées les tuyères de soufflage du gaz oxydant servant à l'affinage de la fonte. Ce gaz est constitué essentiellement d'oxygène (ou d'air fortement enrichi en oxygène) auquel on ajoute de l'eau (à l'état liquide ou à l'état de vapeur) ou de l'anhydride carbonique, en proportions appropriées au régime thermique à réaliser dans la tour d'affinage. 



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Les tuyères de soufflage peuvent être orientées normalement à l'axe de la tour ou au contraire être inclinées, de préférence vers le haut. Dans ce dernier cas, elles sont avantageusement ménagées dans le ressaut de la paroi interne de la tour, établi au niveau des dites tuyères. 



   Le métal affiné qui s'écoule au bas de la tour s'accumule dans une chambre collectrice d'où il est transféré dans une poche chauffée,par un moyen électrique de préférence, dite "poche de raffinage" où, par des moyens connus, on ajuste la composition ainsi que la température du métal. - 
Suivant l'invention, l'appareillage destiné à la mise en oeuvre du procédé comporte en ordre principal une chambre ou tour d'affinage munie à sa partie supérieure de tuyères, dites tuyères de pulvérisation, servant à   l'insuf-   flation du fluide, destinées à pulvériser le jet de fonte entrant dans la chambre et à disperser transversalement les gouttes. Dans sa moitié inférieure, elle ' est pourvue de tuyères, dites tuyères de soufflage, servant à l'insufflation de gaz oxydants destinés à assurer l'affinage de la fonte.

   Enfin, au bas de la tour sont disposées les tuyères à chaux servant à l'insufflation des matières solides en suspension dans un gaz porteur, et les tuyères de combustion. 



   Dans un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, l'appareillage, représenté schématiquement à la figure ci-annexée, comprend qua- tre parties superposées. 



   En commerçant par le haut, la première partie A consiste en une poche à fonte donnant un débit constant du métal à traiter. Dans ce but, on peut utiliser avantageusement une poche à débit constant semblable aux poches utili- sées pour la coulée continue de l'acier. 



   La deuxième partie B, immédiatement en-dessous de la première A, est une sorte d'entonnoir conique de section préférablement circulaire dont l'angle du sommet est compris de préférence entre 20  et 40  et comportant sur le côté un déversoir 1 destiné à évacuer la scorie formée par la conversion, et au- dessus une cheminée 2 pour l'évacuation des gaz provenant de la conversion. Cet entonnoir a pour fonctions principales de ralentir les gaz ascendants et de ré- cupérer les projections sortant de la tour d'affinage. 



   L'extrémité inférieure de cette deuxième partie B se raccorde à la partie C, qui constitue la chambre d'affinage proprement dite. 



   La chambre d'affinage ou tour. d'affinage C est de préférence consti- 

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 tuée d'un ou plusieurs tronçons de forme cylindrique ou conique à section préfé- rablement circulaire et dont la plus grande base est en haut. Dans le haut de cette partie C, en-dessous de l'endroit où se   raccorde   l'entonnoir, sont dispo- sées les tuyères de pulvérisation 3 destinées à projeter un fluide animé d'une très grande vitesse sur le jet métallique tombant de la poche à fonte. Ces injec- teurs de fluides sont dirigés sur le jet de fonte soit normalement à celui-di, soit obliquement et servent à le pulvériser et à disperser les gouttelettes. 



   Dans la partie inférieure de la chambre sont disposées les tuyères de soufflage, les tuyères à chaux et les tuyères de combustion. 



   Les tuyères de soufflage sont placées au niveau 4 au-dessus d'un ressaut interne 5, à une hauteur h comprise entre 1/3 et 1/2 de la hauteur H de la tour. Le ressaut a pour effet de former au bas de la tour un rétrécissement de la section destiné notamment à rassembler le métal affiné. 



   Les tuyères à chaux et les tuyères de combustion sont disposées au niveau 6 , tout près de la base de la tour. 



   Toutes les tuyères pouvant être orientées normalement ou obliquement par rapport à   l'axe   de la tour et les tuyères de soufflage lorsqu'elles sont in- clinées, peuvent avantageusement déboucher dans le ressaut 5. 



   La hauteur H de la tour C sera suffisante pour que les réactions ai- ent le temps de s'accomplir. Elle sera de préférence comprise entre 5 et 15 mè- très et pourra être d'autant moindre que la pulvérisation de la fonte sera plus fine. La hauteur la plus appropriée à chaque cas particulier sera déterminée par l'expérience. 



   La colonne d'affinage C se raccorde à sa partie inférieure à une chambre collectrice D dans laquelle se rassemble le métal, laquelle constitue le quatrième partie de l'appareillage. 



   Au bas de cette chambre est ménagé un orifice 7 par où le métal s'écoule dans la poche de raffinage où s'effectue, par des moyens connus, l'ajus- tement de la composition et de la température de l'acier. Le dit orifice 7 est normalement fermé par un tampon réfractaire que l'on enlève pour faire la coulée de l'acier accumulé dans la chambre. La chambre collectrice est en outre pourvue, à sa partie supérieure, d'une tuyère 8 permettant d'évacuer périodiquement une partie de la scorie qui s'accumulera dans la dite chambre. 



   REVENDICATIONS. 



   1. Procédé d'affinage de la fonte par l'action de fluides oxydants et de matières solides destinées à former la scorie, caractérisé en ce que la fonte est préalablement dispersée, par l'effet de jets de gaz, dans une scorie fondue qui circule de bas en haut, dans une chambre ou tour d'affinage, avec les gaz introduits dans la partie inférieure de la dite chambre, tandis que les gout- tes de fonte circulent de haut en   'bas..  

Claims (1)

1. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on maintient dans la partie supérieure de la tour d'affinage, une atmosphère oxy- dante grâce à l'insufflation de fluides oxydants, à un niveau situé entre le tiers et la moitié de la hauteur de la dite tour, en ce que l'on maintient dans la par- tie inférieure de la dite tour une atmosphère neutre ou peu oxydante en insufflant au bas de la tour, par des tuyères distinctes, un gaz riche en oxygène et un gaz combustible (tel que gaz de four à coke, gaz naturel) dans des proportions tel- les que les gaz résultant de la combustion contiennent entre 3D% et 60% en volu- me d'hydrogène et d'oxyde de carbone et en ce que les matières solides pulvéru- lentes ou granuleuses, destinées à former la scorie,

   sont introduites au bas de la tour grâce à leur mise en suspension dans l'un ou l'autre des deux gaz insuf- flés à ce niveau.

   3. Appareillage destiné à la mise en oeuvre du procédé décrit dans <Desc/Clms Page number 4> les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, en ordre prin- cipal, une chambre ou tour d'affinage, laquelle est munie à sa partie supérieure de tuyères pour l'injection du fluide devant assurer la pulvérisation et la dis- persion du jet de fonte introduit dans la chambre par le haut, laquelle tour est munie à sa partie inférieure de tuyères pour l'introduction d'un gaz combustible, d'un gaz comburant et des matières solides destinées à former la scorie et est munie, dans sa partie médiane, à un niveau situé entre le tiers et la moitié de la hauteur de la tour, de tuyères pour l'insufflation de gaz oxydants destinés à l'affinage.

   4. Appareillage suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est constitué de quatre parties superposées, à savoir: 1 une poche. à fonte à débit constant qui laisse écouler vers le bas, en un jet vertical, la fonte à affinero 2 un entonnoir muni d'un déversoir pour l'écoulement de la scorie ascendante et d'une cheminée pour l'évacuation des gaz sortant de la tour d'affinage-.

   3 une chambre ou tour d'affinage telle que décrite à la revendication 3.

   4 une chambre collectrice dans laquelle s'écoule le métal affiné provenant de la tour et une partie de la scorie, la dite chambre' étant munie d'un orifice d'évacuation de la scorie et, au bas, d'un orifice pour l'écoulement du métal affiné 50 Appareillage suivant l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la tour d'affinage comporte à sa partie inférieure un ré- trécissement destiné notamment à rassembler les gouttes de métal qui descendent dans la tour d'affinage.