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Procédé pour l'exploitation de fours de fusion pour mine- rais, minéraux et métaux, en particulier pour le ciment de Portland, les minerais de cuivré, la mitraille d'acier et l'éponge de ier ".
Les processus de fusion de mitraille d'acier, d'éponge de fer, de minerais de enivre et à 1 aut r es matières fusibles seulement à haute température,réussissent d'autant mieux 1 que la température de combustion da foyer petit être plus élevée et 2 que la production de gaz oxydants lors de la combustion est moindre. Il faut donc éviter autant que pos- sible la formation d'acide carbonique pendant la combustion, et ne consumer le charbon oa le coke qu'en oxyde de carbone.
Mais cela entraîne une grande consommation de combastible parce que 2450 Cal. seulement deviennent libres par kg. de carbone consumé, contre 8080 Cal. lors de la combustion en acide carbonique.
L'objet de l'invention est an procédé en cycle pour l'exploitation des fours de fusion à gaz réducteur ( ou aussi alternativement à gaz réducteur et gaz oxydant ) où le processus de production calorifique est dirigé de façon
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que finalement le charbon se consüms toujours en C02.
Dans an foar à cave, le gaz cède sa chaleur ail contenu à fondre en contre-coür'ant (o'est-b,-dire en allant da bas
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vers le haut), est aspiré ensuite à sa sortie dans le haut
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da foar de fusion par r are soufflerie et est insufflé de non- veau par tin réchaaffear à gaz, garni de coke très chaud ou d'an autre combustible, en courants parallèles (c'est-à- dire en se dirigeant da haut vers le b ) dans le foar de
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fas ion.
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Ainsi, le gaz du cycle absorbe la chaleur sensible da combustible et la transmet aa contenu da four de fusion.
Cette circalation dure quelques minâtes et ensuite il faut remplacer la chaleur qui a été enlevée eu combustible da réoliaaffear à gaz. Cela se fait par soufflage à chaud
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alternatif avec de l'air, selon le processus connu de la
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fabrication du. gaz à l'eau. Dans le réchauffeür à gaz cir-
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calent alors alternativement le gaz du cycle et les gaz
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de combustion de la période de soufflage z. chaud; le premier . dans le même sens que le déplacement da combustible et les
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antres en contre courant.
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Le gaz du. cycle se compose principalement de CO et n'exfi-
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ce pour cette raison aucune influence oxydante sur la matiè-
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re à fondre: ce qui est d'are importance primordiale pour la fusion des métaux, s artout pour l'éponge de fer et la mi- traille dacie r.
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Pendant le soafflage à cbsad da garnissage de charbon du. réchaaffear à gaz, la combustion da carbone en GO2 ne se produit que d'une façon incomplète. Les gaz dtéchappemant peuvent toujours encore contenir jasqatà 20 de Co et pos- sèdent de ce fait encore une certaire valeur ealorifigàe.
Celle-ci est at ilisée poar chauffer préalablement à 800
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environ l'air de combustion servant au soufflage à chaud
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(cas I ); oa bien encore, on introduit ce gaz paavre égale- ment dans le four de fusion où il est eonsamé avec de l'eiy- gène par potter obtenir une température saffisamment haute -'"
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(cas II).
Dans le premier cas, on introduit ce gaz d'échappement dans un réchauffeur à vent et le consume là complètement
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en OQl; ainsi on obtient une combustion canplète du charbon ou du coke, sans que la matière à fondre entre en contact avec l'acide carbonique du processus de combustion. Dans le deuxième cas, le fonctionnement du four de fusion se fait alternativement en atmosphère rédactrice et oxydante, parce que d'abord on dirige seulement du CO dans le four à cave,
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etlconsume ensuite le gaz pauvre avec de l'oxygène ex 002.
,Par le soufflage à chaud avec une température de vent de 8b0 , on peut obtenir une température de combustign d'en- viron 170'OS. ronrtant la température du gaz du cycle ne pour- ra être portée gàià 15000 enraison de la différence de tem- pérature causée par la transmission de chaleur du combastî- ble Incandescent au gaz du cycle, Cette température de 1500 est dans certains cas (mitraille d'acier, éponge de fer)
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insuffisante pour obtenir la faaion.
Foar cette raison,on introduit dans le gaz du cycle chauffé à 15000, pendant son trajet da réchauffeur à gaz au four de fusion, un peu d'oxy-
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gène par, provoquant ainsi la combustion partielle enCO 2 jasqu'à 1800 ou 2Q)000 , ou bien, par soufflage postérieur, on introduit pendant une courte période, de l'oxygène après le soufflage à chaud par l'air chauffé, ou bien encore, on enrichit en oxygène l'air chauffé du soufflage à chaud. Dans
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le premier cas, e 'est-à-àire en opérant la combustion par- tielle da a0 en con, il saffit de (;0 nsumer 5 % de la qaanti- té du gaz da cycle avec de l'oxygène, de sorte que la teneur
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enCO 2 ne dépasse pas cette valeur.
Dans cette proportion très réduite, l'acide carbonique est tout-à-fait inoffensif pendant le processus du fus14n, Mais si, dans certains cas, on doit éviter complètement la présence d'acide carbonique, on insaffle, selon l'antre proposition, l'oxygène non dans le gaz du cycle, mais dans
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le garnissage de charbon même du réchauffeur à gaz et cela après chaque soufflage à chaud, ou bien on insuffle avec l'o- zygène un peu. de poussière de charbon dans le gaz du cycle au passage entre le réchauffeur à gaz et le four de fusion.
Le dessin ci-joint (fig. 1) représente schématiquement et à titre d'exemple une installation pour la réalisation du procédé selon le cas I.
Celle-ci est composée du four de fusion a , des ré- chauffeurs à gaz b' et b", des réchauffeurs à vent c' et en, des vannes d'inversion d'et dit , de la soufflerie du cir- cuit f, de la soufflerie à vent g, des laveurs à gaz h' et h", des tuyères à oxygène k' et k" , de tuyètes à poussière de charbon r'et r" et des registres de fermeture s'et s" dans les canaux de jonction, situés entre les réchauffeurs à gazet le four de fusion.
Au commencement de la marche, les réchauffeurs à gaz b' et b" et les réchauffeurs à vent et et c" sont soufflés à chaud par la soufflerie g ; ces derniers par la combustion du gaz d'échappement, contenant du CO provenant des réchauf- feurs à gaz. Le garnissage de charbon des réchauffeurs à gaz possède, en bas, une température d'environ 1700 qui va en diminuant vers le haut, jusqu'à 100 . Ainsi les gaz d'é- chappement sortent toujours refroidis avant d'être intro- duits par le laveur à gaz dans le réchauffeur à vent pour se consumer là complètement. Le four de fusion est rempli avec la matière à fondre .
Alors on manoeuvre la soupape dtinversion d pour ren- verser le sens de la marche du circuit et le registre s' s'ouvre obligatoirement. La soufflerie f est mise en marche et aspire le gaz du four de fusion par la conduite 1' à tra- vers le laveur à gaz h'. Par la conduite 2' il est refoulé dans le réchauffeur à gaz b' où il se réchauffe en contact avec le contenu de coke incandescent à environ 1500 .
A cette température, il passe du réchauffeur à gaz par le ca-
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nal de communication dans le four de fus iono Fendant ce tra- jet, il est chauffé, si cela est nécessaire, jusqu'à 1800 ou 2000 : 1 ) par combustion partielle avec de l'oxygène par (tuyère k.') ou 2 ) par l'introduction d'oxygène ou d'air riche en oxygène dans le foyer du réchauffeur à gaz (k").
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20 àr empêcher toute formation de C2 on peut insuffler de la poussière de charbon en même temps que l'oxygène,par les tuyères r'et r".
Dans le four de fus ion a, le gaz du cycle cède alo rs sa chaleur à la matière fondre et sort à 200 environ.
Il est aspiré à l'aide de la soufflerie f par la conduite 1' et le laveur à gaz hi, et refoulé ensuite par la conduite 2' dans le réchauffeur à gaz, ce qai terne le cycle.
Au bout d'une ou deux minutes, on manoeuvre la vanne d'inversion d' pour faire fonctionner le soufflage à chaud.
La soafflerie g insuffle par la conduite 3' et le réchauf-
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feàr à vent de l'air à 800 dans le réchauffeur à gaz,qui provoque là par la combustion partielle de coke, le souf-
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flage à chaud du garnissage de coke da réch811ffea.r à gaz.
En le quittant en haut ( à 1500-Z5Go) par la conduite 4', l'air contenant environ\20!% de CO est aspiré à travers le lavear à gaz par la soufflerie g pour être conduit par la
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conduite 5 il dans le réchauffeur' à vent est. Là il est allumé et brûlé complètement pour réchaaffer le garnissage da ré- chauffeur à vent composé de briques réfractaires,
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rendant que le réchauffeur à gaz b' est souffl à chaud et que le gaz d'échappement de celui-ci sert à
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rihaaffer le réchauffeur à vent cil, a lieu la circulation da gaz entre le four a et le réchauffeur à gaz b" et in- versement, Ainsi une fusion continue est possible malgré le soafflage à chaud alternatif.
La communication avec le four de fusion est fermée pen-
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dant le soufflage à chaud des réchauffeurs à gaz par les registres s'et s" refroidis à l8eauo Far les pistons a, avancés et refoulés par l'air comprimé dans les cylindres t )*-/ T) ft f6 ft '
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les registres sont refermés et oaverts en liaison avec les vannes d'inversion d'et d" .
Une autre vanne d'inversion n est destinée à diriger
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alternativement l'air nécessaire au s oaffla ge \Jà chaud des réchauffeurs à gaz à l'aide de la soufflerie g â travers les réchaaffears à vent c' et cet dans les réchauffeurs à gaz b' et b".
Suivant la figure 2 (cas II) le mode de réalisation
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da procédé est le suivant: les gaz dléohappement contenant da Ces au lien d'être braies dans le réchaafear à air, sont également introduits dans le four de fusion où ils sont brûlés par de l'oxygène par ou presque par.
Par ce mode de réalisation, les réchauffeurs à air sont
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alors supprimés, et le gaz. d'échappement anbastible de la période de soafflage à chaad des réchaaffears à gaz est in- trodait par la conduite 2 en e dans le foar de fusion pour y être brûlé par de l'oxygène. On le fait sortir ensuite du foar de fusion par i. Pendant la phase suivante, aa contrai-
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re, le C0. eir;ale en cycle dans le four de fusion et les réchauffears à gaz. Le fonctionnement de ce mode de réalisa- tion du procédé est le suivant :
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Le réchaùffeur à gaz b est soufflé à chaud avec de l'air ordinaire ou de l'air riche en oxygène, qui est amené à l'aide de la soufflerie g par la conduite 1.
Tendant cette période, le registre s da canal de communication entre le réchauffeur à gaz et le e f oàr de fusion est fermé.
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Les gaz d'échappement à 250 environ et contenant en- viron 20% de CO sont introduits en e par la conduite 2 dans le four de fusion a. Dans le canal d'alimentation et par ad-
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dition d'oxygène (tuyères kit ) ils sont br8.1és complètement et sont expulsés en haut, en i, par la vanne d'inversion d.
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Alors la vanne d est manoenvtée poar renverser la marche, da circuit et le registre s s'ouvre. Par la soufflerie f, le contenu de gaz da four de fusion a et da téchaàffeut à gaz
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b circule en cycle,de façonque le gaz aspiré dans le haut du four de fusion passe par la conduite 3 dans le laveur h et est refoalé ensaite en haut dans le réchauffeur à gaz b, (préalablement soafflé à chaud) d'où il est expulsésurchauf- fé ( à 1500 environ) dans le foar de fasion poar y être as- piré de nouveau en haut du four,Dans le four de fusion ou dans le canal de communication, on introduit an pea d'oxy- gène dans le gaz (tayères k') et une petite partie en est brûlée en CO2 pour obtenir une haate température;
ou bien, pendant le fonctionnement du cycle, on insuffle par les tuyères k" de l'oxygène dans le foyer des réchauffeurs à gaz. Si, par contre, le soafflage à chaud a lieu avec de l'air enrichi en oxygène,cette addition supplémentairede- vient inutile .
Ce mode de réalisation n'exige qu'un seul régénérateur parce qae la fusion peut avoir lieu aussi pendant le soaffla- ge à chaud,
La fusion la plus économique peat seulement être obtenue dans an four à cave parce que le gaz y circule en contre-courant avec la charge des matières à fondre et qu'il peut leur céder sa chaleur dans les proportions les plus larges. Dans le haut fourneau, cela ne se réalise que dans une mesare tout-àfait insuffisante.
D'antre part, le four à sole possède le grand avanta- ge qu'on y peut, par alimentation de chaleur, continuer le traitement de la matière à l'état liquide, et l'affiner, l'améliorer , ou la faire entrer en alliages. Dans des cas semblables, on place devant le four à cave an four à sole, dans lequel le fer liquide peut être surchauifé, affiné et exposé au traitement supplémentaire par une flamme à oxygè- ne-poussière de charbon. Le gaz d'échappement de la flamme à poussière de charbon cède alors sa chaleur de rayonnement au fer liquide dans la sole avant d'être évacué dans le foar à cave..
En cas de besoin, le gaz d'échappement peut être
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réchauffé à son entrée dans le foar à cave par une alimenta- tion renoavelée d'oxygène et de poussière de charbon.
Cette construction est illustrée par les fig. 3 et 4.
Elle ne se différencie des fig. 1 et 2 que par le four à sole ajoute (p) et par une deuxième série de tuyères à oxy- gène et poussière de charbon (q a ). La fig. 3 indique la combinaison de procédés à four à sole et four à cuve dans le cas I; échauffement de l'air du soafflage à chaud par la valeur calorifique des gaz d'échappement da soufflage à chaad; la fig. 4 montre par contre, le cas combustion par l'oxygène des gaz d'échappement de la période du soaf- flage à chaud dans le foar de fusion.
De cette manière, on pont réunir les avantages da four à sole pour le traitement supplémentaire de la matière fon- due avecceux du fonctionnement d'un foar à cave, beaucoup plus économiqae pour la fusion.
Ainsi on peat charger, par .ex :le four à sole avec de la fonte à l'état liquide provenant du haut fourneau; et le four à cave avec de la mitraille d'acier oa de la fonte brate sol ide .
L'affinage dans le foar à sole peut aussi se réaliser avec du minerai ou de l'oxyde de laminoirs; dans ce cas, la flamme à oxygène-poussière de charbon sert principalement à l'alimentation de chaleur poar le four à sole,
Les fig. 5 et* 6 (cas i et cas II) représentent schéma- tiqaement un mode de réalisation da proc édé qui est appli- qué par la fusion de fonte brute, de mitraille de fonte ou de mélanges tels que: fonte brute, mitraille d'acier oa mitraille d'acier-mitraille de fonte, dans un foar à cave avec processus d'affinage subséquent poar la transformation en acier fonda.
Le fer fonda est déjà affiné de façon continue pendant son écoulement dans le collecteur par un jet d'oxygène ou par l'acide carbonique d'une flamme à oxy- gène-poussière de charbon.
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Comme la fonte brute ajoutée et la mitraille d'acier contiennent, comme on le sait, du carbone, il est utile de condaire le processus de fusion de manière qu'une action d'affinage se produise dé jà, comme il est nécessaire, 9 au. moment de l'entrée en fusion.
Dans ce but, on place un deuxième foyer dans le four à cave même, ou dans le canal d'écoulement allant au collec- teur z, ou aussi dans le collecteur sous forme d'une flamme à oxygène-poussière de charbon ( tuyères q u ).
Dans cette flamme le carbone est brûlé complètement ave formation d'acide uarbonique, avec lequel on peut aussi bien affiner (oxyder) le fer liquide qu'exploiter la fusion oxy- dante, parce que les gaz d'échappement de la flamme à pous- sière de charbon sortent par le four à cuve. L'affinage peut également avoir lieu, en cas de besoin, par un jet d'oxygène sans addition de poussière de charbon ou avec une aliment%- tion de poussière de charbon très restreinte.
Le procédé selon les fig.3 et 4: représente vue combinai- son da four à cuve et du procédé à circuit travaillant avec action réductrice, avec le foyer oxydant à oxygène -poussière de charbon du four à sole; tandis que le procédé selon les figs. 5 et 6 est caractérisé par la combinaison du procédé à affinage par soufflage continu à 1 aide d'oxygène avec la fusion dans an four à cave selon le procédé en cycle.
8'est suivant la quantité plus ou moins importante de fonte brute ou de mitraille de fonte par rapport à la mitrai- le d'acier que l'on augmente ou réduit le chauffage addition- nel de la flamme à oxygène-poussière de charbon. De cette façon, l'action d'affinage peut se régler selon les besoins déjà pendant la fusion. De plus, on peut obtenir un réglage complémentaire pour le maintien exact d'un certain contenta de carbone dans l'acier en augmentant ou diminuant la quanti- té de poussière de charbon introduite dans la flamme à oxy- gène-poussière de charbon.
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Process for the operation of smelting furnaces for ores, minerals and metals, in particular for Portland cement, copper ores, steel scrap and iron sponge ".
The smelting processes of steel scrap, iron sponge, drunken ores, and other fusible materials only at high temperatures, are more successful 1 the higher the combustion temperature of the hearth is lower. and 2 that the production of oxidizing gases during combustion is reduced. It is therefore necessary to avoid as much as possible the formation of carbonic acid during combustion, and to burn the coal or the coke only in carbon monoxide.
But this results in a great consumption of fuel because 2450 Cal. only become free per kg. of carbon consumed, compared to 8,080 Cal. during combustion in carbonic acid.
The object of the invention is a cycle process for the operation of reducing gas melting furnaces (or also alternatively with reducing gas and oxidizing gas) where the heat production process is directed in such a way.
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that in the end the carbon always consume in C02.
In a cellar foar, the gas gives up its heat to the garlic content to melt in countercurrent (oest-b, -to say going down
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upwards), is then sucked out at the top
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the fusion foar by r are blower and is blown with new calf by a gas heater, filled with very hot coke or other fuel, in parallel currents (that is to say, moving from above towards the b) in the foar of
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fas ion.
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Thus, the cycle gas absorbs the sensible heat of the fuel and transmits it to the contents of the melting furnace.
This circulation lasts a few minutes and then it is necessary to replace the heat which has been removed from the fuel to reactivate with gas. This is done by hot blowing
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alternative with air, according to the known process of
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manufacture of. gas to water. In the circulated gas heater
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then alternately stall the gas of the cycle and the gases
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of combustion of the blowing period z. hot; the first . in the same direction as the displacement of the fuel and the
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others against the current.
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The gas of. cycle consists mainly of CO and does not require
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for this reason no oxidizing influence on the material.
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re to be melted: which is of paramount importance for the melting of metals, s artout for the iron sponge and dacie r.
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During the soafflage to cbsad da charcoal filling of the. Gas heater, the combustion of carbon in GO2 occurs only incompletely. The exhaust gases may still contain jasqatà 20 Co and therefore still have a certain ealorifigàe value.
This is made easy to preheat to 800
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approximately the combustion air used for hot blowing
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(case I); oa well again, this gas is also introduced into the melting furnace where it is sampled with eigen by potter to obtain a sufficiently high temperature - '"
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(case II).
In the first case, we introduce this exhaust gas into a wind heater and burn it completely there.
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in OQl; thus a complete combustion of the coal or of the coke is obtained without the material to be melted coming into contact with the carbonic acid of the combustion process. In the second case, the operation of the melting furnace takes place alternately in a reducing and oxidizing atmosphere, because first of all only CO is directed into the cellar furnace,
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and then consumes the lean gas with oxygen ex 002.
By hot blowing with a wind temperature of 8b0, a combustign temperature of about 170'OS can be obtained. However, the temperature of the cycle gas cannot be increased to 15000 due to the temperature difference caused by the transmission of heat from the Incandescent fuel to the cycle gas, This temperature of 1500 is in some cases (scrap metal). 'steel, iron sponge)
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insufficient to obtain the faaion.
For this reason, a little oxygen is introduced into the gas of the cycle heated to 15000, during its journey from the gas heater to the melting furnace.
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gene by, thus causing the partial combustion of CO 2 up to 1800 or 2Q) 000, or, by subsequent blowing, oxygen is introduced for a short period after the hot blowing by the heated air, or else again, the heated air of the hot blowing is enriched with oxygen. In
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the first case, that is to say, by carrying out the partial combustion in a0 in con, it suffices to (; 0 nsume 5% of the quantity of the gas in the cycle with oxygen, so that content
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enCO 2 does not exceed this value.
In this very small proportion, carbonic acid is quite harmless during the fusing process. But if, in certain cases, the presence of carbonic acid must be completely avoided, one insafflates, according to the other proposition, oxygen not in the gas of the cycle, but in
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the actual charcoal lining of the gas heater and this after each hot blowing, or else a little oxygen is blown. coal dust in the cycle gas as it passes between the gas heater and the smelter.
The attached drawing (fig. 1) shows schematically and by way of example an installation for carrying out the process according to case I.
This is made up of the melting furnace a, gas heaters b 'and b ", wind heaters c' and en, reversing valves d et dit, the circuit blower f , the wind blower g, the gas scrubbers h 'and h ", the oxygen nozzles k' and k", the carbon dust nozzles r 'and r "and the closing registers s and s" in junction channels, located between the gas heaters and the melting furnace.
At the start of operation, the gas heaters b 'and b "and the wind heaters and and c" are hot blown by the blower g; the latter by the combustion of the exhaust gas, containing CO from gas heaters. The charcoal lining of gas heaters has, at the bottom, a temperature of about 1700 which decreases upwards, to 100. Thus the exhaust gases always exit cooled before being introduced by the gas scrubber into the wind heater to be completely consumed there. The melting furnace is filled with the material to be melted.
The reversing valve d is then operated to reverse the direction of travel of the circuit and the damper is forced to open. The blower f is started and sucks the gas from the melting furnace through line 1 'through the gas scrubber h'. Through line 2 'it is discharged into the gas heater b' where it heats up in contact with the content of glowing coke to around 1500.
At this temperature, it passes from the gas heater through the
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communication terminal in the fus iono furnace During this journey, it is heated, if necessary, up to 1800 or 2000: 1) by partial combustion with oxygen by (nozzle k. ') or 2 ) by introducing oxygen or oxygen-rich air into the hearth of the gas heater (k ").
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In order to prevent any formation of C2, coal dust can be blown along with oxygen, through the nozzles r 'and r ".
In the a melting furnace, the cycle gas then gives up its heat to the material to melt and comes out at about 200.
It is sucked using the blower f through line 1 'and the gas scrubber hi, and then discharged through line 2' into the gas heater, which dulls the cycle.
After one or two minutes, the reversing valve d 'is operated to operate the hot blowing.
The soafflerie g blows through the 3 'pipe and the heater
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air blast to 800 in the gas heater, which causes there by the partial combustion of coke, the
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hot flage of coke packing in gas rech811ffea.r.
Leaving it at the top (at 1500-Z5Go) through line 4 ', air containing about \ 20!% CO is sucked through the gas washer by blower g to be conducted by the
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pipe 5 there in the heater 'east wind. There it is lit and burnt completely to reheat the lining of the wind heater made up of refractory bricks,
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making that the gas heater b 'is blown hot and that the exhaust gas thereof is used to
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After heating the wind heater cil, the gas circulates between the furnace a and the gas heater b "and vice versa. Thus a continuous melting is possible despite the alternative hot soafflage.
Communication with the melting furnace is closed during
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before the hot blowing of the gas heaters by the registers and cooled with l8eauo Far the pistons a, advanced and delivered by compressed air into the cylinders t) * - / T) ft f6 ft '
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the registers are closed and opened in connection with the reversing valves of and d ".
Another reversing valve n is intended to direct
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alternately the air necessary for the heating of the gas heaters by means of the blower g through the wind heaters c 'and this in the gas heaters b' and b ".
According to Figure 2 (case II) the embodiment
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The process is as follows: the exhaust gases containing these to the bond of being brayed in the air stove, are also introduced into the melting furnace where they are burnt by oxygen by or almost by.
By this embodiment, the air heaters are
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then removed, and gas. the anbastible exhaust of the soafflage period at the chaad of the gas heaters is introduced through line 2 at e into the fusion foar to be burnt there by oxygen. It is then taken out of the fusion foar by i. During the next phase, aa contrai-
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re, the C0. eir; ale in cycle in the melting furnace and gas heaters. The operation of this method of carrying out the process is as follows:
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The gas heater b is blown hot with ordinary air or air rich in oxygen, which is supplied with the aid of the blower g through line 1.
During this period, the register s in the communication channel between the gas heater and the fusion chamber is closed.
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The exhaust gases at approximately 250 and containing approximately 20% CO are introduced at e through line 2 into the melting furnace a. In the supply channel and by ad-
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dition of oxygen (kit nozzles) they are completely burnt and are expelled at the top, at i, by the reversing valve d.
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Then the valve d is operated to reverse gear, the circuit and the damper opens. Through the blower f, the gas content of the melting furnace a and of the gas heater
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b circulates in a cycle, so that the gas sucked into the top of the melting furnace passes through line 3 in the scrubber h and is re-cooled at the top in the gas heater b, (previously soafflé hot) from where it is expelled overheated (to about 1500) in the fasion foar to be sucked again at the top of the furnace, In the melting furnace or in the communication channel, an pea of oxygen is introduced into the gas (tayères k ') and a small part is burnt to CO2 to obtain a high temperature;
or else, during the operation of the cycle, oxygen is blown through the nozzles k "into the hearth of the gas heaters. If, on the other hand, the hot soafflage takes place with oxygen-enriched air, this addition additional becomes unnecessary.
This embodiment requires only one regenerator because the melting can also take place during the hot soaking.
The most economical fusion can only be obtained in a cellar furnace because the gas circulates there in countercurrent with the charge of the materials to be melted and it can give them its heat in the largest proportions. In the blast furnace, this is only achieved in an entirely insufficient measure.
On the other hand, the hearth furnace has the great advantage that it is possible, by supplying heat, to continue the treatment of the material in the liquid state, and to refine it, improve it, or make it. enter into alloys. In such cases, a deck oven is placed in front of the cellar oven, in which the liquid iron can be superheated, refined and exposed to further treatment by an oxygen-carbon dust flame. The exhaust gas from the charcoal dust flame then transfers its radiant heat to the liquid iron in the hearth before being discharged into the cellar foar.
If necessary, the exhaust gas can be
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reheated on entry into the cellar foar by a renoavelled supply of oxygen and coal dust.
This construction is illustrated by FIGS. 3 and 4.
It does not differ from fig. 1 and 2 that by the hearth furnace adds (p) and by a second series of nozzles with oxygen and carbon dust (q a). Fig. 3 indicates the combination of hearth furnace and shaft furnace processes in case I; heating of the hot soafflage air by the calorific value of the exhaust gases from the chaad blowing; fig. 4 shows, on the other hand, the case of combustion by oxygen of the exhaust gases of the period of hot heating in the fusion foar.
In this way, the advantages of a hearth furnace for the additional treatment of the molten material are combined with those of the operation of a cellar foar, much more economical for the melting.
Thus one peat charge, for example: the hearth furnace with cast iron in the liquid state coming from the blast furnace; and the cellar oven with steel scrap or solid brate cast iron.
Refining in the hearth foar can also be carried out with ore or oxide from rolling mills; in this case, the oxygen-carbon dust flame serves mainly to supply heat to the hearth furnace,
Figs. 5 and * 6 (case i and case II) schematically represent an embodiment of the process which is applied by the melting of pig iron, pig iron scrap or mixtures such as: pig iron, scrap metal. Steel oa steel-scrap metal scrap, in a cellar foar with subsequent refining process for transformation into cast steel.
The molten iron is already continuously refined during its flow through the collector by an oxygen jet or by carbonic acid from an oxygen-carbon dust flame.
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As the added pig iron and steel scrap contain carbon, as is known, it is useful to condense the smelting process so that a refining action already takes place, as necessary. at. time of melting.
For this purpose, a second hearth is placed in the cellar oven itself, or in the flow channel going to the collector z, or also in the collector in the form of an oxygen-carbon dust flame (nozzles qu ).
In this flame the carbon is burnt completely with the formation of uarbonic acid, with which it is as well to refine (oxidize) the liquid iron as to exploit the oxidizing fusion, because the exhaust gases of the push flame Coal comes out of the shaft furnace. The refining can also take place, if necessary, by an oxygen jet without addition of carbon dust or with a very limited supply of carbon dust.
The process according to Figs. 3 and 4: represents a view of the combination of the shaft furnace and of the circuit process working with reducing action, with the oxidizing oxygen furnace - carbon dust of the hearth furnace; while the process according to Figs. 5 and 6 is characterized by the combination of the continuous blowing refining process using oxygen with the melting in a cellar furnace according to the cycle process.
The additional heating of the oxygen-coal dust flame is increased or reduced depending on the greater or lesser quantity of pig iron or of pig iron scrap compared to the steel shot. In this way, the refining action can be adjusted as needed already during the melting. In addition, additional control can be obtained for the exact maintenance of a certain carbon content in the steel by increasing or decreasing the amount of carbon dust introduced into the oxygen-carbon dust flame.