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"Perfectionnements aux procédés pour la réduction des minerais tels que les alliages de fer"
La présente invention est relative à la fusion dans le haut-fourneau des minerais, tels que les alliages de fer :la description qui va suivre fera clairement apparaître la nature, les objets et les avantages de l'invention.
Actuellement, pour fondre les alliages de fer dans le haut-fourneau, on procède de la manière suivante :
On charge, dans le gueulard, le minerai, le fondant et le coke. En descendant,cette matière est
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soumise à l'action d'un courant de gaz réducteur chaud qui chauffe toute la charge, calcine le carbonate de chaux et réduit l'oxyde de fer présent. On pren- dra comme exemple le cas du ferro-manganèse qui oa- raotérise la fusion de tous les alliages de fer.
Dans ce cas, l'oxyde de manganèse est chauffé par le gaz chaud ascendant, lorsque le minerai descend à travers le four, mais aucune réduction chimique appréciable de l'oxyde de manganèse ne se trouve effectuée* Quand la matière atteint la zone de fusion, le laitier M forme et l'oxyde de manganèse est réduit en présence de carbone solide et à une température très élevée.
En augmentant la grande chaleur dont la pratique présente permet de disposer grâce à l'utili- sation d'un vent de soufflerie enrichi d'oxygène, on augmente l'aotion de la zone de fusion. Toutefois, on ne peut ajouter que très peu d'oxygène sans éprou- ver des inconvénients dus à.une insuffisance de cha- leur dans la cuve. Cette insuffisance de chaleur a pour cause,la réduction relative résultante du @olu- me des produits ascendants de combustion qui effeo- tuent le chauffage. Cependant la cuve est parcourue par un courant gazeux très riche en CO et possédant beaucoup de chaleur potentielle.
Dans ces conditions,
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on propose d'admettre de l'oxygène dans la cure en des pointa situés au-dessus de manière des points situés au-dessus /M t8ag manière provoquer une combustion de ce gaz! la chaleur produi- te compensant l'insuffisancede chaleur qui autrement se manifesterait dans la cuve,
Si l'on utilisait le procédé en question avec le coke présent dans la oharge, l'oxygène admis dans la cuve, de même que le C02 formé, attaqueraient le coke et en transformeraient une partie en CO en dimi-
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nuant ainsi la quantité de coke passant dans la zone de fusion. Aussi propose-t-on, dans le procédé en question, d'introduire au niveau des tuyères la plus grande partie ou la totalité du combustible. Ce combustible peut être admis sous forme de poudre ou sous la forme liquide.
Brièvement exposé, le procédé consiste a- lors à envoyer dans le four un vent de soufflerie enrichi d'.oxygène, à admettre le combustible dans la zone des tuyères et, en utilisant l'oxygène supplé- mentaire admis dans la cuve, à transformer la cha- leur latente des gaz d'évacuation et à transmettre cette chaleur à la charge sous forme de chaleur sensible.
L'enrichissement du vent de la soufflerie abaisse la teneur en azote et, par suite, diminue le volume relatif des gaz qui sortent de la zone de fusion. Ce qui revient à dire que le volume des gaz quittant la zone, par unité de masse combustible, est plus faible. La chaleur est ainsi fortement con- centrée dans la zone de fusion parce qu'il y a re- lativement moins de chaleur entraînée par les gaz qui sortent de la zone. Par suite, la fusion est accélérée, ce qui se traduit par un mouvement plus rapide de la charge descendante, avec une plus grande quantité de matière amenée dans un temps moindre. L'insuffisance de chaleur dans la cuve est compensée comme on l'a indiqué plus haut, Non seu- lement on obtient une augmentation de tonnage, mais encore une plus grande efficacité.
En outre, la température des gaz à leur sortie du four est abaissée et les calories entraî- nées jusqu'à présent en vapeur sont condensées et sont ainsi récupérées.
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De plus, le procède accélère la fusion sans augmenter, au-delà des limites permises la pression du vent de la soufflerie : ceoi résulte de l'utilisation d'un comburant qui éloigne le carbone à une vitesse plus rapide qu'à l'ordinaire sans augmenter sensiblement ; le volume des gaz qui sortent de la zone de fusion.
Le procédé s'applique à des alliages de fer autres que ceux qui ont été indiqués et le mot oxygène est employé ici dans un sens très large.
L'oxygène ou l'air oxygéné peuvent être ajoutés au vent de soufflerie ordinaire ou bien on peut, au lieu du vent de soufflerie ordinaire, utiliser un gaz plus riche que l'air en oxygène, obtenu par un moyen convenable quelconque.
La présente invention permet également de supprimer le chauffage du vent ainsi que les fours utilisés pour ce chauffage,
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REVENPICATIOES
1. Un procédé pour la réduction des minerais tels que les alliages de fer dans le haut-fourneau carac- térisé par le fait que la chaleur latente des gaz qui traversent la cuve du four en sortant de la zone de fu- sion est transformée en chaleur sensible servant au chauffage de la charge.
2. Un procédé conformément à la revendication 1, dans lequel la chaleur latente de la cuve du four est utilisée en transformant CO en CO2.
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"Improvements in processes for the reduction of ores such as iron alloys"
The present invention relates to the smelting in the blast furnace of ores, such as iron alloys: the description which follows will clearly show the nature, the objects and the advantages of the invention.
Currently, to melt iron alloys in the blast furnace, we proceed as follows:
The ore, the flux and the coke are loaded into the mouth. Going down, this matter is
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subjected to the action of a stream of hot reducing gas which heats the entire charge, calcines the carbonate of lime and reduces the iron oxide present. We will take as an example the case of ferro-manganese which oarotérizes the fusion of all iron alloys.
In this case, the manganese oxide is heated by the rising hot gas, as the ore descends through the furnace, but no appreciable chemical reduction of the manganese oxide is found to occur * When the material reaches the melting zone , slag M forms and manganese oxide is reduced in the presence of solid carbon and at a very high temperature.
By increasing the great heat which present practice allows to have through the use of an oxygen-enriched blast wind, the emotion of the fusion zone is increased. However, very little oxygen can be added without experiencing drawbacks due to insufficient heat in the vessel. The reason for this insufficient heat is the resulting relative reduction in the oil of the ascending products of combustion which effect the heating. However, the tank is traversed by a gas stream very rich in CO and having a lot of potential heat.
In these conditions,
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it is proposed to admit oxygen in the cure at points situated above so as to the points situated above / M t8ag so as to cause combustion of this gas! the heat produced compensating for the insufficient heat that would otherwise appear in the tank,
If the process in question were used with the coke present in the load, the oxygen admitted into the tank, as well as the CO 2 formed, would attack the coke and transform part of it into CO in dimi-
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thus reducing the amount of coke passing through the melting zone. Therefore, in the process in question, it is proposed to introduce most or all of the fuel at the level of the nozzles. This fuel can be admitted in powder form or in liquid form.
Briefly explained, the process then consists in sending an oxygen-enriched blowing wind into the furnace, admitting the fuel into the zone of the nozzles and, using the additional oxygen admitted into the vessel, transforming the latent heat of the exhaust gases and to transmit this heat to the load in the form of sensible heat.
Enrichment of the wind tunnel lowers the nitrogen content and therefore decreases the relative volume of gases leaving the melting zone. This amounts to saying that the volume of gases leaving the zone, per unit of combustible mass, is lower. The heat is thus highly concentrated in the melting zone because there is relatively less heat entrained by the gases leaving the zone. As a result, the melting is accelerated, which results in a faster movement of the downward charge, with a greater quantity of material supplied in a shorter time. The insufficient heat in the tank is compensated as indicated above. Not only is an increase in tonnage obtained, but also greater efficiency.
Furthermore, the temperature of the gases at their exit from the oven is lowered and the heat entrained so far in steam are condensed and are thus recovered.
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In addition, the process accelerates the fusion without increasing the wind pressure of the wind tunnel beyond the permitted limits: this results from the use of an oxidizer which removes the carbon at a faster rate than usual. without increasing significantly; the volume of gases leaving the melting zone.
The process applies to iron alloys other than those which have been indicated and the word oxygen is used here in a very broad sense.
Oxygen or oxygenated air can be added to the ordinary blower wind or alternatively, instead of the ordinary blower wind, a gas richer than air in oxygen can be used, obtained by any suitable means.
The present invention also makes it possible to eliminate the heating of the wind as well as the furnaces used for this heating,
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REVENPICATIOES
1. A process for the reduction of ores such as iron alloys in the blast furnace characterized by the fact that the latent heat of the gases which pass through the furnace vessel on leaving the smelting zone is transformed into sensible heat used to heat the load.
2. A process according to claim 1, wherein the latent heat of the furnace vessel is utilized to convert CO to CO2.
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