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Procédé pour le traitement de bains de fer dans des fours , de production d'acier.
Le procédé d'affinage par 1'action de la flamme oxydante sur la surface du bain et par l'intermédiaire de la couverture de scorie s'effectue., comtne il est connu, très lentement, lorsque le bain est à l'état de repos. La trans- mission de chaleur s'effectue également de façon très paresseuse dans ce cas.
,Pour accélérer ces opérations, on a par suite essayé de réaliser un mouvement mécanique du bain par agitation, par basculement ou par un mouvement circulaire, et on a utilisé en même temps un contact renforcé avec de l'oxygène par in- sufflation d'air ou par addition de minerai, Mais le minerai ne produit que lors de la décarburatton un mouvement du bain.
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Comme on l'ajoute de manière intermittente et sous forme de morceaux irréguliers, une utilisation complète de la r grande quantité d'oxyde de carbone, mise en libeté de façon irrégulière, n'est pas possible par une combustion com- plémentaire; en outre, la conduite de l'opération de j'usion lors de l'affinage avec du minerai devient peu sûre.
Conformément à la présente invention, on injecte de l'eau dans le bain lui-même. Ceci présente une série d'avan- tages. D'abord pour une vitesse suffisante de l'eau, le tube d'introduction de l'eau est protégé; en deuxième lieu, on introduit dans le bain un véhicule d'oxygène de grande valeur; et, en troisième lieu, on provoque, par le dégage- ment toujours énergtque d'hydrogène gazeux, un mouvement constant du bain.
Par la dissociation d'oxygène, on consomme, en tra- vaillant avec de l'eau, pour 1 kg d'oxygne,, moins de cha- leur qu'en travaillant avec du minerai. En outre, on peut transformer à nouveau toute cette quantité de chaleur, par combustion au-dessus du bain, complètement en chaleur sen- stble, et en particulier, lorsqu'on soumet l'atr do com- bustton a un chauffage préalable jusqu'à 12000 C par la chaleur perdue du bain, on peut, avec l'hydrogène chauffé en moyenne à 1450 C, produire une grande chute de chaleur utilisable au-dessus du bain, et ainsi récupérer une grande partie de la chaleur pour l'opération.
On obtient en outre la possibilité de réaliser une non- -duite déterminée de la fusion par une amenée réglée d'eau, uniformément répartie.
On peut introduire.l'eau de telle manière qu'elle se vaporise déjà dans le tube d'amenée au-dessus du bain et qu'on ne consomme ainsi pour la vaporisation aucune chaleur du bain, qui présente une grande pale ur. On peut aussi réaliser la répartition de l'eau dans le bain de telle ,
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manière qu'il se produise bien un mouvement énergique du bain par suite de la transformation de chaque d'eau en 1250 m3 de vapeur dans le bain, sans qu'une action notable d'affinage ait Itou.
L'introduction d'eau peut avoir lieu par la surface du bain à partir de la voûte ou des parois latérales, mats aussi par le fond à partir de la sole du four.
On peut travailler avec des bains d'une profondeur voulue quelconque, amener chaque endroit désiré d'un bain à l'ébullition, par suite aussi appliquer le procédé au four Siemens-Martin, si la charge ne veut pas commencer bouillonner, Mats on peut aussi, dans le procédé Thomas ou le procédé Bessemer, traiter la charge pendant une durée de longueur voulue, en chauffant le bain par la combustion complémentaire des gaz dégagés avec une quantité convenable- ment régl ée d'air de combustion.
On obtient ainsi une tem- pérature de travail notablement plus élevée que lors de la combustion complémentaire de l'oxyde de carbone dans un. procédé d'affinage au vent soufflé, parce que la dilution du gaz par l'azote de l'air d'affinage est supprimée, Il faut amener 1'air de combustion de telle manière qu'il vienne en contact de façon effective avec les gaz s'échappant de toute la surface du bain, Le tube peut amener l'eau en un jet plein ou présenter la forme d'un tube a enveloppe creuse pour atteindre des vitesses appropriées,
Un avantage particulier réside dans 1 amenée de l'eau.. réglée de façon déterminée comme quantité et comme tempéra- ture,
de sorte qu'on peut régler exactement, l'allure de l'affinage et de la combustion complémentaire et' après, le dégagement de gaz, observer exactement l'allure de l'opé- ration de fusion.
Un manque de chaleur nécessaire peut être compensé par l'addition de combustible.
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Dans l'exécution du procédé, tl a été constaté que dans le cas de l'utilisation de simples tubes en fer, ceux-ci ne peuvent être utilisés que pendant un court espace de temps, de sorte que l'usure des tubes peut rendre le procédé anti- économique.
La durée limitée de simples tubes en fer est motivée par les conditions de transmission et de conductibilité de chaleur. La transmission de chaleur à partir du bain on mouvement au tube est sensiblement égale à celle de l'eau à la paroi du tube, c'est à dire d'environ 2000 à 3000, et se trouvera, - en raison du mouvement énergique du bain et de la quantité du bain de fer, qui est de beaucoup plus grande relativement au volume du tube - , à la limite supérieure, c'est à dire au déjà de 3000.
Si la réalisation du procédé permettait de travailler, sur toute l'étendue du tube exposée à l'échauffement, avec de l'eau bouillante, c'est à dire avec une transmission de chaleur de 4000 à 6000 calo- ries, la durée du tube serait assurée, étant donné que la conductibilité du fer, qui est d'ailleurs bonne, agit déjà de façon isolante dans les conditions, élevées des deux côtés, de transmission de chaleur.
Mais, comme le procédé ne prévoit qu'une quantité d'eau relativement faible, une telle conduite de J'opération n'est pratiquement pas possible La transmission de chaleur a l'eau n'est par suite, dans le cas le plus favorable, qu'égale à la transmission de cha- leur au bain de fer; le tube sera par suite chauffé à la température moyenne entre la température du bain et celle de l'eau ou à une température plus élevée. Il arrive ainsi dans des limites de température, où les propriétés de ré- sistance du fer sont a peu près nulles et où le tube ne peut plus offrir aucune résistance à la pression de l'eau et aux efforts mécaniques et se déchire aprè un court espace de temps, de sorte que les parties qui ne sont plus refroi-
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dies fondent.
On peut, conformément à l'invention, obvier de nombreu- ses manières à cet inconvénient: a/ en diminuant ou en arrêtant la transmission de cha- leur entre le bain de fer et le tube; ceci est obtenu par des moyens de protection particuliers calorifuges, adaptés aux circonstances; b/ en descendant et relevant périodiquement le tube, entouré d'un calorifuge., de sorte que les parties du bain qui s'y attachent et se refroidissent lorsque le tube est relevé agissent également comme calorifuge, c/ en augmentant la capacité d'absorption de chaleur du tube d'amenée d'eau, de sorte que le temps s'écoulant jusqu'à la destruction du tube permet une réalisation irré- prochable du procédé au point de vue pratique et économique;
d/ en faisant arriver l'eau en supprimant une amenée de l'eau par des tubes.
Sur le dessin ci-joint sont représentés des exemples de réalisation d'un dispositif pour l'exécution du procédé suivant l'invention.
La fig.1 représente un tube d'injection d'eau de forme particulière, en 'coupe longitudinale.;
La fig.2 représente une coupe transversale du tube.
Les figs.3 et 4 représentent chacune une coupe trans- versale du tube pour une autre disposition intérieure de celui-ci ;
La fig.5 représente une deuxième forme de réalisation d'un tube d'injection d'eau, et
La fig.6 représente une autre forme de réalisation d'un dispositif pour 1 'exécution du procédéo
Une protection des tubes conformément au moyen spéci- fié en a/peut être réalisée de différente manières; il faut seulement, dans son application, tenir compte des con-
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allions particulières; telles qu'elles résultent de la dtlatatton du tube et des efforts mécaniques élevés et des secousses auxquels celui-ci est soumis.
Il a été constaté qu'une simple protection calorifuge du tube par des pierres réfractaires, par exemple, est inutilisable. On peut toute- fois utiliser l'action protectrice d'une bonne scorie chaude, adhérant fortement, visqueuse; on doit protéger ce revête- ment en scorie contre sa solidification et son détachement du tube, en évitant pendant toute la durée d'utilisation un refroidissement de la masse.
La couche de revêtement doit par suite être appliquée, immédiatement avant'la mise en place tu tube, par revêtement de celui-ci avec de la scorie liquide, ou doit aussi être complétée pendant l'affinage, en soulevant de temps en temps le tube en vue de la forma- tion nouvelle de la couche à partir de la scorie située au- dessus du bain. Si l'épaisseur de la couche protectrice, qui est complétée en partie par des constituants du bain, est convenablement déterminée, il s'établit, entre la chaleur absorbée et la chaleur évacuée, un équilibre qui assure l'amenée d'eau.
On peut également procéder de manière à recouvrir les tubes,, pendant l'affinage, d'un produit calo- rifuge approprié, par exemple en coulant ou projetant ce produtt calorifugs sur les tubes au moyen d'un pistolet.
Comme, malgré cette protection, il peut encore toujours se produire un échauffement du tube à une température rela- tivement élevée, de sorte que sa résistance est très dimi- nuée, on emploie avantageusement la protection suivante contre une flexion de ce tube.-
On place à l'intérieur du tube un fer profilé a, b ou c (voir figs.1-4 du dessin); celui-et reste toujours à la température de l'eau, c'est à dire en dessous de 100 C, et conserve sa résistance.
Pour ént ter une flexion, on munit ainsi les tubes, sur la partie dangereuse, lune âme, par,
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exemple d'un fer en T, en L, ou d'un fer plat ; toutefois, il faut veiller à ce que cet élément raidisseur ne vienne en contact avec la paroi du tube qu'en peu de points et ne provoque, par ce contact sur une plus grande surface, une accumulation de chaleur et donne lieu à un danger accrû pour le tube.
@ Pour l'amenée de substances à l'état de gaz et de vapeur et de substances ,liquides, on a employé jùsqu'à maintenant le mode opératoire suivant: Parceque dans tous les cas, où la température de la masse fondue est notablement supérieure à 10000 C, une stmple amenée d.'un fluide au moyen de tubes métalliques ou céramiques ne peut être réalisée pendant un temps prolongé, on en est par suite venu, comme dans le procédé au convertisseur, à insuffler le fluide par des tuyères, qui sont disposées dans une parot du récipient.
Mats cette disposition exige, lors de la mise en marche et de l'arrêt de l'amenée du fluide, un basculement ou un rou- lement compliqué de tout le récipient;. en outre, la quan- tité de fluide amenée ne peut être modifiée que dans une mesure limitée, et enfin l'addition d'un agent d'affinage ne peut être réalisée que dans des fours ou récipients prépa- rés de façon particulière à cet effet.
L'invention concerne un procédé, qui permet 1'amenée de tels fluides dans un bain de fusion à haute température au moyen de simples tubes, sans que le récipient de réac- tiondoive être préparé de façon particulière à cet effet.
L'invention repose sur la considération suivante:
Malgré la transmission de chaleur notablement plus grande, dans un bain de fusion, à partir de la masse fondue à un tube qu'à partir du fluide parcourant ce tube, il faut toutefois un certain temps pour que le tube soit chauffé jusqu'à sa température critique* En outre! la destruction
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du tube par fusion ou par brûlage commence à l'endroit où le tube est plongé le plus profondément dans le bain, c'est a dire à son embouchure, étant donné qu'en ce point, en raison de la température déjà plus élevée du fluide, par suite de la chaleur absorbée sur la distance située en avant de ce point, le refroidissement de la paroi du tube est plus faible.
D'autre part, le tube n'est pas en danger pour une faible profondeur déterminée d'immersion, pour laquelle le fluide d'affinage n'est pas encore notablement réchauffé.
Conformément à l'invention, on prévoit donc une inter- ruption de ce chauffage et un nouveau refroidissement de la parot du tube toujours peu de temps avant que cette tempé- rature critique soit atteinte. Ceci est obtenu par le fait qu'on retire le tube, en continuant à faire arriver l'agent d'affinage gazeux ou liquide, jusqu'à une distance du bain telle qu'il se produise un dégagement de la chaleur emma- gasinée dans la paroi du tube et que le flutde d'affinage ainsi froid à nouveau, dans la position la plus haute du tube, refroidisse effectivement aussi l'embouchure de celui-ci.
Si, par exemple, on fait arriver dans le bain un liquide, les conditions de transmission de chaleur dans le bain lut-même sont approximativement égales des deux côtés, par contre au-dessus du bain la transmission de chaleur à J'intérieur du tube est de 20 à 100 fats plus grande qu'à
1'extérieur; il se produit par suite très rapidement un fort refroidissement de la paroi du tube.
Pour protéger le tube contre une destruction, il faut ainsi relever et descendre périodiquement celui-ci, et,la profondeur maximum d'immersion et la distance jusqu'au fond du bain est déterminée par la vitesse d'écoulement du fluide, par les dimensions du tube et par la fréquence des périodes, pour une température donnée du bain de fusion.
Lorsqu'on relève le tube, il adhère toujours un peu de'
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la masse en fusion à ce tube et la chaleur de celle-ci sera également dégagée, de sorte que l'action du bain attaque d'abord cette couche protectrice et qu'une nouvelle pro- tection du tube lui-même est'assurée. Pour former une couche protectrice effective de ce genre à partir des constt- tuants du bain lui-même, il a été constaté qu'il est avan- 'tageux d'enrouler de façon serrée autour du tube, sur la longueur d'immersion, avant son utilisation, un cordon d'amiante, qui agit de façon à favoriser la formation d'une couche calorifuge.
Par exemple, l'amenée d'un liquide dans'un bain de fu- ston simple, dont la hauteur du bain limite la profondeur d'immersion utilisable à 70-80 cm, est réalisée avec des tubes de fer de 1/2 ". On enroule autour de ceux-ct un cor- don d'amiante de 5 mm de diamètre sur 1 m de longueur; à l'embouchure des tubes, on produit un enroulement double sur 15 cm. Pour une amenée de liquide d'au moins 35 litres par minute et une course d'immersion de 30 à 40 cm, la durée des tubes a été assurée, comme l'ont montré des essais.,., lorsque les mouvements de 'descente des tubes avaient lieu de 25 à 35 fois par minute.
La fig.6 de dessin représente schématiquement un exem- ple de réalisation de ce dispositif. e désigne le récipient rempli d'un bain de fusion., dans lequel est plongé le tube I, qui est muni, sur sa longueur immergée dans le bain, d'un produit calorifuge g (amiante ou analogue),.
Conformément au moyen spécifié en cl, on obtient une bonne protection du tube en augmentant la capacité d'ab- sorption de chaleur du fluide d'affinage en introduisant l'ea@ dans le bain de fer au moyen de déchets ou débris de lin- gots, sous forme de morceaux de billettes, comme on les
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ajoute habituellement au bain de fer. Les morceaux de billettes doivent dans ce cas être munis d'un alésage appro- prié. En outre, on peut obtenir une protection efficace des tubes en utilisant l'eau amenée elle-même, en totalité ou en partie, pour la protection. A cet effet, on laisse sor- tir l'eau, sur la longueur du tube immergée dans le bain, par de petits trous répartis à la manière d'un tamis.
Le refroidissement et la protection du tube s'effectuent prin- cipalement par la fixation de la grande chaleur de décom- position nécessitée par la dissociation de l'eau.
On peut réaliser l'affinage par 1'eau, en supprimant les tubes, conformément au moyen spécifié en d/, en humi- diftant des agents d'addition appropriés du bain de fer, comme par exemple du minerai ou de la chaux, et en amenant de cette manière l'eau d'affinage au bain.
La forme suivante des'tubes d'amenée du fluide d'affi- nage a été reconnue comme étant avantageuse, en particulier pour des bains d'une profondeur limitée. Pour favoriser une dissociation énergique immédiate de l'eau en gaz réaction- nels d'hydrogène et d'oxygène, on donne'à l'embouchure d du tube une forme telle que le jet d'eau rencontre le bain sous forme d'une nappe fortement étirée (fig.5). Mais il faut dans ce cas veiller à ce que, par cette déformation du jet, il ne se produise dans le tube aucun accroissement de pression, qui provoquerait une destruction prématurée de celui-ci. On doit par suite, en tenant compte d'un facteur de contraction approprié; conserver au tube une forme ne donnant aucun rétrécissement de la section transversale.
.Enfin, onpeut s'opposer à une diminution de la profon- deur d'Immersion du tube, par suite du brûlage ou de la fusion, en donnant au tube une forme en hélice (voir fig.5); ceci permet simultanément de produire' par le guidage tan-
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genttel de l'eau à sa sortis, un acoroissement désiré du mouvement du bain.
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Process for the treatment of iron baths in furnaces, steel production.
The refining process by the action of the oxidizing flame on the surface of the bath and through the slag blanket takes place. As is known, very slowly, when the bath is in the state of rest. The heat transfer also takes place very lazily in this case.
In order to speed up these operations, attempts were therefore made to effect a mechanical movement of the bath by agitation, by tilting or by a circular movement, and at the same time a reinforced contact with oxygen was used by the inflation of air or by addition of ore, But the ore only produces a bath movement during decarburatton.
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As it is added intermittently and in irregular pieces, full utilization of the large quantity of carbon monoxide, released irregularly, is not possible by additional combustion; furthermore, the conduct of the fusion operation during refining with ore becomes unsafe.
In accordance with the present invention, water is injected into the bath itself. This has a number of advantages. First, for a sufficient water velocity, the water introduction tube is protected; secondly, a valuable oxygen vehicle is introduced into the bath; and in the third place, by the constant evolution of gaseous hydrogen, a constant movement of the bath is brought about.
By the dissociation of oxygen, one consumes, working with water, for 1 kg of oxygen, less heat than working with ore. Furthermore, all this quantity of heat can be transformed again, by combustion above the bath, completely into sensible heat, and in particular, by subjecting the atr of the combustion to preheating up to at 12000 C by the waste heat from the bath, with the hydrogen heated on average at 1450 C, it is possible to produce a large usable heat drop above the bath, and thus recover a large part of the heat for the operation .
In addition, the possibility of achieving a determined non-duct of the melting by a regulated supply of water, uniformly distributed is obtained.
The water can be introduced in such a way that it is already vaporizing in the supply tube above the bath and thus that no heat from the bath, which is very pale, is consumed for vaporization. It is also possible to distribute the water in the bath in such a way,
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so that an energetic movement of the bath is produced as a result of the transformation of each water into 1250 m3 of steam in the bath, without a notable refining action having Itou.
The introduction of water can take place through the surface of the bath from the roof or the side walls, dull also from the bottom from the bottom of the oven.
We can work with baths of any desired depth, bring any desired place of a bath to the boil, therefore also apply the process in the Siemens-Martin furnace, if the load does not want to start bubbling, Mats we can also, in the Thomas process or the Bessemer process, treat the feed for a period of desired length, heating the bath by the complementary combustion of the gases given off with a suitably controlled amount of combustion air.
A significantly higher working temperature is thus obtained than during the additional combustion of carbon monoxide in a. windblown refining process, because the dilution of the gas by nitrogen in the refining air is suppressed. The combustion air must be brought in such a way that it comes into effective contact with the gases. gas escaping from the entire surface of the bath, The tube can bring the water in a full jet or have the shape of a hollow shell tube to achieve suitable speeds,
A particular advantage lies in the supply of water, which is determined in a specific manner as quantity and temperature,
so that the rate of the refining and the additional combustion, and afterwards the evolution of gas, can be precisely regulated, the rate of the melting operation can be observed exactly.
A lack of necessary heat can be compensated by adding fuel.
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In carrying out the method, it has been found that in the case of using simple iron tubes, these can only be used for a short period of time, so the wear of the tubes can make the uneconomical process.
The limited life of simple iron tubes is motivated by the conditions of heat transmission and conductivity. The heat transfer from the bath on movement to the tube is substantially equal to that of water to the tube wall, i.e. from about 2000 to 3000, and will be found, - due to the energetic movement of the tube. bath and the quantity of the iron bath, which is much greater relative to the volume of the tube -, at the upper limit, i.e. at already 3000.
If carrying out the process made it possible to work, over the entire extent of the tube exposed to heating, with boiling water, that is to say with a heat transmission of 4000 to 6000 calories, the duration of the tube would be assured, given that the conductivity of the iron, which is also good, already acts as an insulator under the high conditions on both sides of heat transmission.
However, as the process only provides for a relatively small quantity of water, such an operation is practically not possible. The transmission of heat to the water is therefore, in the most favorable case. , that equal to the transmission of heat to the iron bath; the tube will therefore be heated to the average temperature between the temperature of the bath and that of the water or to a higher temperature. It thus arrives within temperature limits, where the resistance properties of iron are almost zero and where the tube can no longer offer any resistance to water pressure and mechanical forces and tears after a short space of time, so that the parts that are no longer cooling
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dies melt.
In accordance with the invention, this drawback can be overcome in many ways: a / by reducing or stopping the transmission of heat between the iron bath and the tube; this is obtained by means of particular heat-insulating protection, adapted to the circumstances; b / periodically descending and raising the tube, surrounded by a heat insulator., so that the parts of the bath which attach to it and cool when the tube is raised also act as heat insulator, c / by increasing the capacity of absorption of heat from the water supply tube, so that the time elapsing until the destruction of the tube enables the process to be carried out perfectly from a practical and economical point of view;
d / by making the water arrive by eliminating a water supply by tubes.
In the attached drawing are shown embodiments of a device for carrying out the method according to the invention.
Fig.1 shows a specially shaped water injection tube in longitudinal section .;
Fig.2 shows a cross section of the tube.
Figs. 3 and 4 each show a cross section of the tube for another interior arrangement thereof;
Fig. 5 shows a second embodiment of a water injection tube, and
Fig. 6 shows another embodiment of a device for carrying out the method.
Protection of the tubes in accordance with the means specified in a / can be achieved in different ways; it is only necessary, in its application, to take into account the
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special allions; such as they result from the dtlatatton of the tube and the high mechanical stresses and jolts to which the latter is subjected.
It has been found that a simple heat-insulating protection of the tube by refractory stones, for example, is unusable. One can however use the protective action of a good hot slag, strongly adhering, viscous; this slag coating must be protected against solidification and detachment from the tube, avoiding cooling of the mass throughout the period of use.
The coating layer must therefore be applied, immediately before the installation of the pipe, by coating it with liquid slag, or must also be completed during the refining, lifting the pipe from time to time. with a view to the new formation of the layer from the slag above the bath. If the thickness of the protective layer, which is partly completed by constituents of the bath, is suitably determined, a balance is established between the heat absorbed and the heat removed, which ensures the supply of water.
It is also possible to proceed so as to cover the tubes, during refining, with a suitable heat-insulating product, for example by pouring or spraying this heat-insulating product onto the tubes by means of a gun.
Since, in spite of this protection, the tube can still heat up to a relatively high temperature, so that its resistance is very much reduced, the following protection against bending of this tube is advantageously employed:
A profiled iron a, b or c is placed inside the tube (see figs.1-4 of the drawing); it always remains at the water temperature, ie below 100 C, and retains its resistance.
To ent ter a bending, the tubes are thus fitted, on the dangerous part, moon soul, by,
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example of a T-iron, L-iron, or a flat iron; however, care must be taken that this stiffening element only comes into contact with the wall of the tube at a few points and does not, by this contact over a larger area, cause an accumulation of heat and give rise to an increased danger. for the tube.
@ For the supply of substances in the state of gas and vapor and of substances, liquids, the following operating method has hitherto been employed: Because in all cases, the temperature of the melt is notably higher at 10000 C, a stmple brought d.un fluid by means of metal or ceramic tubes cannot be carried out for a prolonged time, one consequently came, as in the process to the converter, to blowing the fluid by nozzles, which are arranged in a side of the container.
But this arrangement requires, when starting and stopping the supply of the fluid, a complicated tilting or rolling of the entire container ;. moreover, the quantity of fluid supplied can only be changed to a limited extent, and finally the addition of a refining agent can only be carried out in ovens or vessels specially prepared for this purpose. effect.
The invention relates to a method which enables such fluids to be fed into a high temperature molten bath by means of simple tubes, without the reaction vessel having to be specially prepared for this purpose.
The invention is based on the following consideration:
Despite the significantly greater heat transfer in a molten bath from the melt to a tube than from the fluid passing through that tube, however, it takes some time for the tube to be heated to its critical temperature * In addition! the destruction
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of the tube by melting or by burning begins at the place where the tube is immersed most deeply in the bath, that is to say at its mouth, given that at this point, due to the already higher temperature of the fluid, as a result of the heat absorbed over the distance in front of this point, the cooling of the tube wall is lower.
On the other hand, the tube is not in danger for a small determined depth of immersion, for which the refining fluid is not yet significantly heated.
In accordance with the invention, provision is therefore made for an interruption of this heating and a new cooling of the end of the tube, always shortly before this critical temperature is reached. This is achieved by the fact that the tube is withdrawn, while continuing to supply the gaseous or liquid refining agent, to a distance from the bath such that the heat stored in it is released. the wall of the tube and that the refining flute thus cold again, in the highest position of the tube, effectively also cools the mouth thereof.
If, for example, a liquid is introduced into the bath, the heat transfer conditions in the bath itself are approximately equal on both sides, on the other hand above the bath the heat transmission inside the tube. is 20 to 100 fats larger than
The exterior; a strong cooling of the tube wall therefore occurs very quickly.
To protect the tube against destruction, it is therefore necessary to periodically raise and lower it, and the maximum immersion depth and the distance to the bottom of the bath is determined by the flow speed of the fluid, by the dimensions of the tube and by the frequency of the periods, for a given temperature of the molten bath.
When the tube is raised, it still sticks a little '
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the molten mass at this tube and the heat thereof will also be given off, so that the action of the bath attacks this protective layer first and that further protection of the tube itself is provided. In order to form an effective protective layer of this kind from the constituents of the bath itself, it has been found to be advantageous to wrap tightly around the tube, along the length of the immersion, before use, an asbestos bead, which acts to promote the formation of a heat-insulating layer.
For example, the supply of a liquid in a simple fu- ston bath, whose height of the bath limits the usable immersion depth to 70-80 cm, is carried out with 1/2 "iron tubes. . A cord of asbestos 5 mm in diameter by 1 m in length is wound around these; at the mouth of the tubes, a double winding is produced over 15 cm. minus 35 liters per minute and an immersion stroke of 30 to 40 cm, the duration of the tubes was ensured, as tests have shown.,., when the downward movements of the tubes took place from 25 to 35 times per minute.
FIG. 6 of the drawing schematically represents an exemplary embodiment of this device. e designates the receptacle filled with a molten bath, in which the tube I is immersed, which is provided, along its length immersed in the bath, with a heat-insulating product g (asbestos or the like) ,.
In accordance with the means specified in cl, good protection of the tube is obtained by increasing the heat absorbing capacity of the refining fluid by introducing the water @ into the iron bath by means of waste or debris of flax. gots, in the form of pieces of billets, as they are
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usually added to the iron bath. The billet pieces must in this case be provided with a suitable bore. Further, effective protection of the tubes can be obtained by using the supplied water itself, in whole or in part, for the protection. To this end, the water is allowed to escape, along the length of the tube immersed in the bath, through small holes distributed in the manner of a sieve.
The cooling and the protection of the tube are carried out mainly by the fixation of the great heat of decomposition required by the dissociation of the water.
Refining can be carried out with water, removing the tubes, in accordance with the means specified in d /, moistening suitable additives of the iron bath, such as, for example, ore or lime, and by bringing the refining water to the bath in this way.
The following form of the refining fluid supply tubes has been recognized as being advantageous, particularly for baths of limited depth. To promote immediate energetic dissociation of water into reaction gases of hydrogen and oxygen, the mouth d of the tube is shaped such that the jet of water meets the bath in the form of a strongly stretched sheet (fig. 5). In this case, however, care must be taken to ensure that, through this deformation of the jet, no increase in pressure occurs in the tube, which would cause premature destruction of the latter. We must therefore, taking into account an appropriate contraction factor; keep the tube in a shape that does not restrict the cross section.
.Finally, one can oppose a reduction in the immersion depth of the tube, as a result of burning or melting, by giving the tube a helical shape (see fig. 5); this allows simultaneously to produce 'by the guidance tan-
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Gentle of the water as it came out, a desired increase in the movement of the bath.