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" Procédé de fabrication de fonte ou d'acie,4J
L'invention est relative à un procédé pour réduire et fondre des minerais de fer, en vue d'obtenir de la fonte ou de l'acier, et particulièrement en vue de produire simulta- nément de la fonte et un laitier ayant la composition du ci- ment de Portland fondu, en employant comme vent, dans ce cas, de l'oxygène ou de l'air suroxygéné. L'objet de la présente invention est de réaliser la réduction du minerai, puis la fusion du minerai réduit, dans deux chambres séparées, en u- tilisant pour la réduction du minerai les gaz chauds prove- nant de la chambre de fusion, mais après avoir refroidi ceux- ci à une température à laquelle ils sont encore capables de réduire le minerai, mais ne peuvent pas provoquer la fusion agglomérante de celui-ci.
Un autre objet de l'invention est de réaliser les moyens pour régler la température des gaz servant à la réduction du minerai.
Le procédé suivant l'invention permet de traiter, avant sa coulée, le ciment de Portland fondu obtenu comme laitier ;
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il permet également d'obtenir dans le four de fusion un métal à basse teneur en impuretés, qui a les qualités de l'acier, ce qui supprime l'emploi d'un four à réverbère pour la produc- tion d'acier.
Le dessin ci-joint représente schématiquement un exemple d'appareil pour la réalisation de l'invention.
Dans ce dessin, I est un four à cuve basse utilisé comme chambre de fusion; 2 est une conduite annulaire de distribu- tion de vent et 3 les tuyères à vent. Le four de réduction 4 est un four du type tournant; les gaz ayant servi à la réduc- tion s'en échappent par le conduit 6.5 est la trémie de char- gement pour le minerai et le combustible, 7 est une chambre de mélange et de refroidissement des gaz sortant de la cham- bre de fusion, 8 à 10 sont des ouvertures, ménagées dans les parois de cette chambre, qui sont reliées avec une conduite de distribution de gaz 11. 12 est un trou de coulée du laitier et 20 un trou de coulée du métal liquide ; et 16 sont des ouvertures permettant l'introduction de matières dans le four de fusion ;
14désigne un conduit de gaz, et 15 des tuyères pour amener dans le four de fusion un combustible liquide ou solide, ou du charbon pulvérisé.
La figure 2 est une vue d'une partie du four de fusion de la figure I dans laquelle on a fait passer des tubes 17 par les ouvertures 16, ces tubes étant plongés dans le bain de mé- tal liquide.
L'installation fonctionne de la manière suivante :
Le mélange de charbon et de minerai et de fondant broyés est introduit dans le four tournant par la trémie de charge- ment 5 ; dansce four, ce mélange est réduit par les gaz réduc- teurs chauds provenant de la chambre de mélange 7. Le minerai réduit et le charbon descendent dans le four à cuve basse,
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dans.lequel le charbon est brûlé avec de l'air enrichi en oxygàne envoyé par les tuyères 3 et donne de l'oxyde de car- bone ; le métal liquide et le laitier se rassemblent au bas de l'ouvrage.
Les éléments de la charge ont été établis de manière que le laitier ait la composition d'un ciment de Portland fondu ; la température de fusion de ce laitier est donc en moyenne de 200 plus élevée que celle d'un laitier ordinaire de haut fourneau. Les gaz ayant servi à la fusion quittent donc la chambre de fusion à une température de 1.500 à 1.700 , à laquelle ils provoqueraient la fusion aggloméran- te de la charge dans le four tournant si l'on n'abaissait pas leur température. C'est pourquoi un gaz réfrigérant pro- venant de la conduite 11 est insufflé dans la chambre de mé- lange par les ouvertures 8 et 10.
Dans cette chambre, la tem- pérature des gaz de la chambre de fusion est abaissée à un point tel que le mélange de gaz qui s'échappe de cette cham- bre est encore capable de réduire le minerai dans le four tournant 4 mais ne peut plus agglomérer la charge par fusion.
Il est ainsi possible, d'une part de maintenir dans la cham- bre de fusion la température élevée nécessaire pour que le ciment de Portland obtenu demeure liquide et, d'autre part, d'utiliser la chaleur et les propriétés réductrices des gaz provenant de la chambre de fusion pour chauffer et réduire le minerai sans que l'on ait l'inconvénient de provoquer des bloquages ou des accrochages de charge dans le four de ré- duction.
On utilise comme gaz réfrigérant un gaz réducteur, par exemple le gaz qui s'échappe en 6 du four tournant après que, si cela est nécessaire, l'acide carbonique en a été enlevé.
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La température et la quantité du gaz réfrigérant doivent être réglées de manière à satisfaire aux deux conditions suivantes:
1 ) le mélange gazeux résultant doit avoir exactement la tem- pérature voulue pour la réduction, cette température pouvant varier de 900 à 1.300 suivant la tendance à l'agglomération des minerais traités et la nature spéciale du procédé de réduc- tion ; 2 ) la quantité du mélange gazeux doit exactement corres- pondre à la quantité de chaleur nécessaire à fournir au four de réduction dans les limites de température admissibles aux deux extrémités de ce four.
Pour une capacité donnée de fusion et de réduction ainsi que pour une température donnée du vent et une concentration donnée de ce vent en oxygène, il faut par sui- te insuffler une quantité déterminée de gaz réfrigérant et à une température déterminée.
Avant de soutirer le laitier par le trou de coulée 12, on en prend un échantillon et sa composition est déterminée par exemple en mesurant sa viscosité ou sa température. Si cette composition diffère de celle qui est exigée pour un ciment de Portland, on ajoute de la chaux ou de la silice dans la cham- bre de fusion par les ouvertures 13. Cette possibilité de don- ner, peu avant la coulée, la composition voulue au laitier est d'une importance particulière, tant pour la facilité de condui- te du procédé que pour la qualité du laitier obtenu. Cette me- sure n'est pas possible dans un haut fourneau puisque l'on ne peut procéder à des additions aux matières qui se trouvent dans l'ouvrage d'un haut fourneau.
La présence de carbures et de phosphures est nuisible au ciment de Portland; ces composés sont éliminés avant la coulée
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du laitier en arrêtant l'arrivée du minerai réduit du four tournant 4, en brûlant complètement le combustible qui se trouve dans la chambre de fusion et en oxydant alors le lai- tier.
Dans ce but, on introduit dans la chambre de fusion, par le conduit 14 et les tuyères 15, des gaz ou liquides com- bustibles, ou du charbon pulvérisé, et on les brûle avec le vent provenant des tuyères 3, de manière que les produits de la combustion aient une action oxydante sur le laitier, grâ- ce à laquelle les impuretés ci-dessus sont éliminées. Pen- dant ce temps, des gaz oxydants s'échappent de la chambre de fusion; on introduit alors par la tuyère 18 du charbon pul- vérisé, ce qui les refroidit et les transforme en oxyde de carbone. On peut aussi ajouter dans la chambre de fusion, par les ouvertures 13, des oxydes de fer, des chlorures ou carbo- nates des métaux alcalins ou alcalino-terreux. Après qu'on a soutiré le laitier ainsi purifié, on reprend l'alimentation de la chambre de fusion I à partir du four tournant 4.
Des méthodes dtoxydation sont également utilisées pour affiner la fonte recueillie dans le four de fusion et la transformer en acier. Après avoir interrompu l'arrivée du mi- nerai réduit dans le.four de fusion, la majeure partie du ci- ment de Portland est soutirée. En projetant des additions appropriées par les ouvertures 13 dans le reste du laitier, la composition de celui-ci peut être réglée de manière qu'il puisse être utilisé de la manière connue dans la fabrication de l'acier, pour affiner la fonte dans une atmosphère oxydan- te, neutre ou réductrice. Cette atmosphère est produite en introduisant par les tuyères 15 un combustible gazeux ou li- quide ou du charbon pulvérisé et en le brûlant avec de l'oxy-
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gène ou de l'air enrichi en oxygène introduit par les tuyères
3.
Un avantage particulier quand on produit comme laitier du ciment de Portland fondu, c'est que la fonte liquide à affiner est à une température beaucoup plus élevée sous une couche de laitier ayant la composition du ciment de Portland que sous u- ne couche de laitier ordinaire.
Cet avantage d'une température plus élevée de la fonte per- met d'utiliser d'autres méthodes d'affinage. Par exemple des tubes dans lesquels on fait passer de l'air suroxygéné ou de l'oxygène sous pression sont plongés par les ouvertures 17 dans le bain de fonte liquide. Les impuretés de la fonte sont oxydées et celle-ci est transformée en acier, qui peut être ensuite sou- tiré. On peut au besoin construire la chambre de fusion comme un convertisseur de manière à pouvoir la faire basculer et pré- voir, en dehors des tuyères ordinaires pour le vent, des arri- vées spéciales par le fond du convertisseur pour l'oxygène ser- vant à l'affinage.
Une autre méthode d'affinage consiste à ajouter du minerai de fer non réduit, froid ou de préférence réchauffé, par les ouvertures 13, à un bain de fonte et de laitier approprié. La réduction du minerai ajouté par le manganèse, le silicium, le carbone et le phosphore de la fonte consomment une grande quan- tité de chaleur à une température élevée, celle-ci étant four- nie par une flamme oxydante.
On peut encore produire la chaleur nécessaire aux réac- tions d'affinage de la manière suivante. Un combustible solide est continuellement introduit dans la chambre de fusion et pro- vient, soit du four tournant dans lequel il est mélangé avec le minerai, soit d'une cuve spéciale à combustible, disposée sur le côté et au-dessus de la chambre de fusion; la concentra- tion de l'oxygène dans le vent envoyé par les tuyères 3 est ré- glée de manière que, en augmentant la température de la flamme:
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on dispose de la quantité de chaleur voulue pour les réactions d'affinage au-dessus de la température à laquelle ces réac- tions ont lieu. L'atmosphère de la chambre de fusion peut être réductrice, neutre ou oxydante vis-à-vis du métal et du lai- tier.
Avec cette méthode, le minerai et le combustible peuvent être amenés continuellement dans la chambre de fusion et il n'est plus nécessaire d'interrompre de temps en temps leur a- menée dans cette chambre ; plus, la quantité de combustible dans la chambre de fusion peut être réduite à un minimum.
Dans le cas où l'on désire éviter complètement la présen- ce de combustible solide dans la chambre de fusion, le combus- tible solide, qui a été éventuellement réchauffé par les gaz de la chambre de fusion, est brûlé en dehors du four de fusion lui-même et les gaz de combustion, qui peuvent être oxydants, neutres ou réducteurs, sont directement insufflés dans la cham- bre de fusion, dans laquelle ils amènent à fusion la fonte et le laitier.
Dans cette méthode de travail, il se produit des pertes de chaleur considérables par les gaz qui s'échappent du four tournant et de la cuve de réchauffage du combustible. On peut éviter cette perte de chaleur de la manière suivante. Le com- bustible destiné à être réchauffé et brûlé en dehors du four de fusion, est chargé dans deux cuves, tandis que le minerai, seul ou'avec une petite quantité de combustible solide, est chargé dans le four tournant ; des tuyères à vent sont dispo- sées à la partie inférieure de ces cuves pour brûler le com- bustible de celles-ci, et, en face de ces tuyères, sont les conduits qui amènent les gaz chauds de combustion à la chambre
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de fusion.
Les gaz chauds s'échappant de la chambre de fusion passent à travers une des cuves à combustible en réchauffant le combustible qui y est chargé et en se refroidissant eux- mêmes. Ils quittent la cuve à sa partie supérieure et sont en- voyés par un ventilateur à la partie supérieure de l'autre cu- ve, qu'ils traversent de haut en bas ; sont ensuite mélan- gés à la base de cette cuve, avec les gaz chauds qui v sont produits par combustion du combustible avec de l'air enrichi en oxygène et le mélange obtenu passe dans la chambre de fusion.
Ces cuves agissent respectivement comme réfrigérants de gaz et comme réchauffeurs de gaz et, à intervalles réguliers, on inter- vertit leur rôle en inversant le sens de circulation, à travers ces cuves à combustible, des gaz sortant de la chambre de fu- sion.
Dans ce cas de la production, en dehors du four de fusion, des gaz servant à la fusion, le métal foude a une teneur très faible en carbone et peut être aisément affiné dans la chambre de fusion, en travaillant momentanément dans une atmosphère oxydante ou neutre.
Il est bien évident que l'invention comprend toute métho- de de travail dans laquelle la réduction et la fusion sont ef- fectuées dans des appareils séparés et dans laquelle les gaz qui s'échappent de la chambre de fusion sont refroidis, avant d'être amenés dans la chambre de réduction, au-dessous de la température à laquelle le minerai commence à s'agglomérer par fusion. Comme agent réfrigérant, on peut utiliser,.à la place de gaz réducteurs, de la vapeur d'eau, de l'acide carbonique, ou des gaz en contenant, mélangés avec du charbon pulvérisé, qui les transforme en oxyde de carbone ou en mélanges d'oxyde de carbone et d'hydrogène.
L'enrichissemnet en hydrogène des gaz servant à la réduction est particulièrement avantageux, car
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des mélanges d'hydrogène et d'oxyde de carbone permettent de réduire le minerai plus complètement que l'oxyde de carbone seul. Quand on utilise de la vapeur d'eau ou de l'acide car- bonique avec du charbon pulvérisé, il suffit de petites quan- tités de ces gaz pour refroidir de grandes quantités de gaz de la chambre de fusion et la quantité des gaz qui traverse le four tournant est réduite à un minimum.
Les gaz de la chambre de fusion peuvent également être refroidis par échange de chaleur avec le vent, qui se trouve ainsi réchauffé avant son admission dans le four de fusion.
Afin d'éviter des températures de flammes élevées quand on utilise comme vent de l'air à haute teneur en oxygène, une partie des gaz de refroidissement peut être introduite, à l'état froid ou réchauffé, dans la chambre de fusion, en même temps que le vent ou par des tuyères spéciales, tandis qu'une autre partie de ces gaz est insufflée dans la chambre de mé- lange entre le four de fusion et le four de réduction. Outre qu'on abaisse ainsi la température dans la chambre de fusion, on peut obtenir d'une manière simple la régulation des quan- tités de chaleur dans la chambre de fusion et dans la chambre de réduction.
Dans le four tournant, on peut prendre toutes les mesu- res qui sont connues dans la production de ciment de Portland ou d'éponge de fer pour réaliser l'équilibre entre l'apport et la consommation de chaleur dans ce four, ainsi que pour effectuer les échanges de chaleur. On peut aussi briqueter ou griller le minerai avant de l'introduire dans le four tour- nant.
L'emploi d'oxygène ou d'air enrichi en oxygène n'est né- cessaire que dans le cas de la production de ciment de Port- land, afin d'économiser le combustible. Cet emploi peut être
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utile, dans les procédés d'affinage décrits, bien que ceux- ci puissent être effectués simplement avec de l'air ordinai- re. Il n'est pas non plus nécessaire que le minerai soit traité avec le combustible dans le four de réduction, ainsi que cela a été décrit dans l'exemple de réalisation du procé- dé. Le combustible, avant d'être introduit dans la chambre de fusion, peut en effet être réchauffé séparément par une fraction des gaz provenant de la chambre de fusion; cette fraction n'a pas besoin d'être préalablement refroidie.
Au lieu de l'appareil décrit à titre d'exemple, on peut utiliser tout appareil qui permet de réduire et de fondre le minerai dans des chambres distinctes entre lesquelles une chambre de mélange est disposée pour effectuer le refroidis- sement des gaz de la chambre de fusion.
REVENDICATIONS
1) - Procédé de fabrication de fonte ou d'acier, par opérations de réduction et de fusion de minerais, effectuées dans des chambres séparées, caractérisé en ce que la fusion est obtenue à l'aide de gaz réducteurs et que les gaz sortant de la chambre de fusion sont refroidis, avant d'être envoyés dans la chambre de réduction, à une température suffisante pour que dans celle-ci ils ne puissent pas provoquer l'agglo- mération superficielle de la charge par fusion, mais cepen- dant réduisent cette charge.
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"Manufacturing process of cast iron or steel, 4J
The invention relates to a process for reducing and smelting iron ores, with a view to obtaining cast iron or steel, and particularly with a view to simultaneously producing cast iron and a slag having the composition of. Portland cement melted, using as the wind, in this case oxygen or super-oxygenated air. The object of the present invention is to carry out the reduction of the ore, then the smelting of the reduced ore, in two separate chambers, using for the reduction of the ore the hot gases from the melting chamber, but after have cooled these to a temperature at which they are still capable of reducing the ore, but cannot cause the agglomerating melting thereof.
Another object of the invention is to provide the means for adjusting the temperature of the gases used for reducing the ore.
The process according to the invention makes it possible to treat, before it is poured, the molten Portland cement obtained as slag;
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it also makes it possible to obtain in the melting furnace a metal with a low content of impurities, which has the qualities of steel, which eliminates the use of a reverberation furnace for the production of steel.
The accompanying drawing schematically shows an example of an apparatus for carrying out the invention.
In this drawing, I is a low shaft furnace used as a melting chamber; 2 is an annular wind distribution pipe and 3 the wind nozzles. The reduction furnace 4 is a rotary type furnace; the gases used for the reduction escape from it through line 6.5 is the loading hopper for ore and fuel, 7 is a mixing and cooling chamber for the gases leaving the melting chamber , 8 to 10 are openings, formed in the walls of this chamber, which are connected with a gas distribution pipe 11. 12 is a taphole for the slag and 20 a taphole for the liquid metal; and 16 are openings allowing the introduction of materials into the melting furnace;
14 denotes a gas conduit, and 15 nozzles for supplying liquid or solid fuel, or pulverized coal, into the melting furnace.
FIG. 2 is a view of a part of the melting furnace of FIG. 1 in which tubes 17 have been passed through the openings 16, these tubes being immersed in the bath of liquid metal.
The installation works as follows:
The mixture of coal and crushed ore and flux is introduced into the rotary kiln through loading hopper 5; in this furnace, this mixture is reduced by the hot reducing gases coming from the mixing chamber 7. The reduced ore and the coal descend into the low-chamber furnace,
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in which the coal is burnt with oxygen enriched air sent from the tuyeres 3 and gives carbon monoxide; liquid metal and slag gather at the bottom of the work.
The elements of the charge have been established so that the slag has the composition of molten Portland cement; the melting temperature of this slag is therefore on average 200 higher than that of an ordinary blast furnace slag. The gases used for fusion therefore leave the fusion chamber at a temperature of 1,500 to 1,700, at which they would cause the agglomerating fusion of the charge in the rotary furnace if their temperature were not lowered. This is why a refrigerant gas from line 11 is blown into the mixing chamber through openings 8 and 10.
In this chamber, the temperature of the gases in the melting chamber is lowered to such an extent that the gas mixture which escapes from this chamber is still able to reduce the ore in the rotary kiln 4 but cannot plus agglomerate the charge by fusion.
It is thus possible, on the one hand, to maintain in the melting chamber the high temperature necessary for the Portland cement obtained to remain liquid and, on the other hand, to use the heat and the reducing properties of the gases obtained. of the smelting chamber to heat and reduce the ore without having the inconvenience of causing blockages or load hooks in the reduction furnace.
A reducing gas is used as refrigerant gas, for example the gas which escapes at 6 from the rotary kiln after, if necessary, carbonic acid has been removed therefrom.
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The temperature and quantity of refrigerant gas must be regulated so as to satisfy the following two conditions:
(1) the resulting gas mixture must have exactly the temperature desired for the reduction, this temperature varying from 900 to 1300 depending on the tendency to agglomeration of the ores treated and the special nature of the reduction process; 2) the quantity of the gas mixture must exactly correspond to the quantity of heat necessary to supply the reduction furnace within the temperature limits admissible at both ends of this furnace.
For a given melting and reduction capacity as well as for a given wind temperature and a given oxygen concentration of this wind, it is then necessary to blow in a determined quantity of refrigerant gas at a determined temperature.
Before withdrawing the slag through the tap hole 12, a sample is taken and its composition is determined for example by measuring its viscosity or its temperature. If this composition differs from that required for a Portland cement, lime or silica is added to the melting chamber through the openings 13. This possibility of giving, shortly before casting, the composition of the desired slag is of particular importance, both for the ease of carrying out the process and for the quality of the slag obtained. This measurement is not possible in a blast furnace since it is not possible to make additions to the materials found in the work of a blast furnace.
The presence of carbides and phosphides is detrimental to Portland cement; these compounds are removed before casting
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slag by stopping the arrival of the reduced ore from the rotary kiln 4, completely burning the fuel in the melting chamber and then oxidizing the slag.
For this purpose, combustible gases or liquids, or pulverized coal, are introduced into the melting chamber, via the duct 14 and the nozzles 15, and they are burnt with the wind coming from the nozzles 3, so that the Combustion products have an oxidizing action on the slag, whereby the above impurities are removed. During this time, oxidizing gases escape from the melting chamber; pulverized carbon is then introduced through nozzle 18, which cools them and converts them into carbon monoxide. It is also possible to add to the melting chamber, through the openings 13, iron oxides, chlorides or carbonates of alkali or alkaline earth metals. After the slag thus purified has been withdrawn, the supply of the melting chamber I is resumed from the rotary furnace 4.
Oxidation methods are also used to refine the cast iron collected in the melting furnace and transform it into steel. After stopping the arrival of reduced ore to the smelter, most of the Portland cement is withdrawn. By spraying suitable additions through the apertures 13 into the remainder of the slag, the composition thereof can be adjusted so that it can be used in the manner known in the manufacture of steel, to refine the cast iron in a process. oxidizing, neutral or reducing atmosphere. This atmosphere is produced by introducing through the nozzles 15 a gaseous or liquid fuel or pulverized carbon and burning it with oxygen.
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gene or oxygen-enriched air introduced by the nozzles
3.
A particular advantage when producing molten Portland cement as a slag is that the liquid iron to be refined is at a much higher temperature under a layer of slag having the composition of Portland cement than under a layer of slag. ordinary.
This advantage of a higher temperature of the pig iron allows the use of other refining methods. For example, tubes through which superoxygenated air or pressurized oxygen is passed are immersed through the openings 17 in the liquid iron bath. Impurities in the cast iron are oxidized and the cast iron is transformed into steel, which can then be drawn off. If necessary, the melting chamber can be constructed as a converter in such a way that it can be tilted and, apart from ordinary nozzles for the wind, special inlets through the bottom of the converter for the serving oxygen can be provided. during ripening.
Another refining method is to add unreduced iron ore, cold or preferably heated, through the openings 13, to a suitable melt and slag bath. The reduction of added ore by manganese, silicon, carbon and phosphorus from the cast iron consumes a large amount of heat at a high temperature, which is supplied by an oxidizing flame.
The heat necessary for the refining reactions can also be produced in the following manner. A solid fuel is continuously introduced into the smelting chamber and comes either from the rotary furnace in which it is mixed with the ore, or from a special fuel tank, placed on the side and above the chamber. fusion; the concentration of oxygen in the wind sent by the nozzles 3 is regulated so that, by increasing the temperature of the flame:
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the amount of heat required for the refining reactions is available above the temperature at which these reactions take place. The atmosphere of the melting chamber can be reducing, neutral or oxidizing with respect to the metal and the milk.
With this method, ore and fuel can be continuously fed into the smelting chamber and it is no longer necessary to interrupt their delivery from time to time; in addition, the amount of fuel in the melting chamber can be reduced to a minimum.
In the case where it is desired to completely avoid the presence of solid fuel in the melting chamber, the solid fuel, which has possibly been reheated by the gases from the melting chamber, is burned outside the melting furnace. fusion itself and the combustion gases, which can be oxidizing, neutral or reducing, are blown directly into the melting chamber, where they melt the cast iron and the slag.
In this working method, considerable heat loss occurs through the gases escaping from the rotary furnace and from the fuel heating tank. This heat loss can be avoided in the following manner. The fuel intended to be reheated and burnt outside the smelting furnace is charged into two tanks, while the ore, alone or with a small quantity of solid fuel, is charged into the rotary furnace; wind nozzles are arranged at the lower part of these tanks to burn the fuel from them, and, opposite these nozzles, are the ducts which bring the hot combustion gases to the chamber
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fusion.
The hot gases escaping from the melting chamber pass through one of the fuel tanks, heating the fuel loaded therein and cooling themselves. They leave the tank at its upper part and are sent by a fan to the upper part of the other tank, which they cross from top to bottom; are then mixed at the base of this vessel with the hot gases which are produced by combustion of the fuel with oxygen-enriched air and the mixture obtained passes into the melting chamber.
These tanks act respectively as gas coolants and as gas heaters and, at regular intervals, their role is reversed by reversing the direction of circulation, through these fuel tanks, of the gases leaving the fusion chamber.
In this case of the production, outside the smelting furnace, of gases for smelting, the molten metal has a very low carbon content and can be easily refined in the smelting chamber, working momentarily in an oxidizing atmosphere or neutral.
It is obvious that the invention encompasses any working method in which the reduction and the melting are carried out in separate apparatus and in which the gases which escape from the melting chamber are cooled, before being released. be brought into the reduction chamber, below the temperature at which the ore begins to agglomerate by melting. As a refrigerant, it is possible to use, instead of reducing gases, water vapor, carbonic acid, or gases containing them, mixed with pulverized carbon, which transforms them into carbon monoxide or into mixtures of carbon monoxide and hydrogen.
The hydrogen enrichment of the gases used for the reduction is particularly advantageous, since
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mixtures of hydrogen and carbon monoxide reduce the ore more completely than carbon monoxide alone. When water vapor or carbonic acid is used with pulverized charcoal, only small amounts of these gases are needed to cool large amounts of the melting chamber gases and the amount of gases that through the rotary kiln is reduced to a minimum.
The gases in the melting chamber can also be cooled by heat exchange with the wind, which is thus heated before it is admitted into the melting furnace.
In order to avoid high flame temperatures when using air with a high oxygen content as the wind, a part of the cooling gases can be introduced, cold or heated, into the melting chamber, at the same time. time as the wind or by special nozzles, while another part of these gases is blown into the mixing chamber between the melting furnace and the reduction furnace. Besides thus lowering the temperature in the melting chamber, it is possible to achieve in a simple manner the control of the amounts of heat in the melting chamber and in the reduction chamber.
In the rotary kiln, all the measures which are known in the production of Portland cement or iron sponge can be taken to achieve the equilibrium between heat input and consumption in this kiln, as well as for perform heat exchange. The ore can also be briquetted or roasted before it is introduced into the rotary kiln.
The use of oxygen or oxygen-enriched air is only necessary in the case of Portland cement production, in order to save fuel. This job can be
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useful in the refining processes described, although these can be carried out simply with ordinary air. It is also not necessary for the ore to be treated with the fuel in the reduction furnace, as was described in the exemplary process embodiment. The fuel, before being introduced into the melting chamber, can in fact be heated separately by a fraction of the gases coming from the melting chamber; this fraction does not need to be cooled beforehand.
Instead of the apparatus described by way of example, any apparatus can be used which enables the ore to be reduced and smelted in separate chambers between which a mixing chamber is arranged to effect the cooling of the gases in the chamber. fusion.
CLAIMS
1) - Process for the manufacture of cast iron or steel, by operations of reduction and smelting of ores, carried out in separate chambers, characterized in that the fusion is obtained using reducing gases and that the gases leaving the melting chamber are cooled, before being sent into the reduction chamber, to a temperature sufficient so that in the latter they cannot cause the superficial agglomeration of the charge by melting, but nevertheless reduce this load.