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Procédé pour la fabrication directe.' d'acier. ------------------------------------------- On connaît des procédés suivant lesquels on fabrique directement de l'acier liquide en partant de minerais de fer, et des dispositifs dans lesquels ces procédés peuvent être mis en oeuvre. Dans un four connu pour la fabrication direc- te d'acier, on charge du minerai de fer, du charbon de ré- duction et éventuellement aussi de la mitraille dans un four à cuve qui s'élargit du bas en un four à sole dans lequel est disposée extérieurement une rigole pour la réception de l'a- cier liquide et de la scorie liquide, tandis que la sole surélevée supporte la charge.descendante de la cuve.
On obtient grâce à une semblable conformation du four que l'acier liquide ne vienne pas en contact avec le carbone qui doit être ajouté pour la réduction et puisse par consé- quent se carburer seulement dans une mesure minime, c'est à dire au maximum jusqu'à une teneur en carbone de 1% Le chauffage de la partie du four formant sole se fait par des @ brûleurs dans lesquels on envoie du combustible et de l'air.
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Il doit se produire dans ces brûleurs une combustion complète ou à peu près complète en acide carbonique ou en vapeur d'eau.
On peut en outre disposer les brûleurs de façon qu'une partie de ceux-ci soit dirigée sur la charge du four en-dessous de la cuve, en vue de liquéfier celle-ci après qu'elle a été réduite pendant sa descente dans la cuve par le charbon qui y est mélangé, tandis que les autres brûleurs sont dirigés sur le bain d'acier et des scories et produisent le chauffage plus élevé de celui-ci. Les gaz de chauffage quittent la partie de sole du four en pénétrant dans la partie inférieure de la charge, s'élèvent alors dans la cuve et cèdent leur chaleur à la charge.
Pour pouvoir réaliser le fonctionnement du four de la manière désirée, il est encore important de conformer le dispositif de chargement de telle manière que l'on peut à volonté charger le milieu du four et le bord du four et amener ainsi à ces deux parties de la section des charges différentes.
Il a été établi qu'il est absolument nécessaire de conduire la combustion dans les brûleurs de telle manière qu'elle s'effectue de façon incomplète, avec un manque considérable d'oxygène car les gaz de chauffage développés par les brûleurs doivent lors de leur entrée dans la partie inférieure de la colonne de la charge, être réduits par le charbon se trouvant en cet endroit. Si toutefois la quantité de constituants réducteurs - acide carbonique et vapeur d'eau - est trop élevée, cette opération échoue ou bien elle ne se déroule pas assez rapidement de sorte que le fer déjà réduit dans la cuve est partiellement oxydé à nouveau.
Si l'on fait s'effectuer la combustion de prime abord avec un manque d'air considérable, pour tenir compte de cet inconvénient, on ne peut pas produire la température élevée des flammes, nécessaire dans la partie formant sole. Le procédé est alors pratiquement irréalisable.
La présente invention écarte cet inconvénient et permet
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la réalisation du procédé par le fait qu'elle prévoit d'in- troduire dans les brûleurs, au lieu d'air ordinaire, de l'air enrichi en oxygène ou de l'oxygène pur. On produit alors une température beaucoup plus élevée des flammes et l'on peut réaliser sans difficulté le travail de fusion et de surchauffage nécessaire dans la partie contenant la sole, même lorsqu'on règle la combustion de manière qu'il y ait encore une partie considérable d'oxyde de carbone dans les gaz de chauffage et que par conséquent la quantité d'acide carbonique et de vapeur d'eau à réduire par le carbone solide reste tellement minime que sa réduction s'effectue dans le temps le plus court dans la partie inférieure de la charge.
On est également en état, par la mesure suivant la présente invention, de produire un débit de fusion extrêmement élevé. On peut en outre à l'aide des températures élevées de travail faire subir à l'acier liquide dans la partie formant sole du four un traitement ultérieur très poussé et rapide.
Pour empêcher avec une certitude complète toute réoxydation de fer déjà réduit et avant tout pour être en état de choisir correctement,indépendamment de la consommation de carbone pour la réduction des constituants du gaz, la quantité de carbone nécessaire pour la réduction du minerai il est à recommander de ne pas diriger directement sur la partie inférieure de la charge la flamme produite par les brûleurs mais de faire passer seulement la flamme aussi près que possible le long de cette partie de la charge de façon qu'elle puisse céder de la chaleur par rayonnement de façon intensive à la charge.
Un moyen particulièrement efficace pour l'élimination de cet inconvénient est le traitement préalable des gaz de brûleurs dans une chambre qui est remplie de charbon ou d'une matière analogue pour la réduction des constituants du gaz,
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acide carbonique et vapeur d'eau. Suivant la présente invention, les gaz entreront seulement après leur passage dans cette chambre dans la cuve principale du four et cèderont alors leur chaleur à la charge en s'élevant dans la cuve.
Pour donner au four une forme symétrique et produire un écoulement uniforme des gaz à travers la charge dans la cuve, il est avantageux de disposer deux chambres remplies de charbon de réduction pour les gaz et en concordance deux ou éventuellement quatre brûleurs.
Une semblable conformation du four est représentée à titre d'exemple au dessin.
La fig. 1 montre le four en coupe verticale.
La fig. 2 montre le four en coupe horizontale passant par le plan A-A de la fig. 1.
Les brûleurs 1 et 2 débouchent dans la partie du four contenant la sole et dirigent leur flamme vers les ouvertures d'entrée 3 et 4 dans les cuves 5 et 6 à charbon de réduction.
Les brûleurs 1 et 2 se trouvent à des hauteurs quelque peu différentes ou bien ils ont une direction différant quelque peu de l'un à l'autre pour que les flammes partant des brûleurs ne se rencontrent pas mais puissent passer l'une audessus de l'autre. Les cuves pour le charbon de réduction (5 et 6) sont accessibles de l'extérieur et fermées par des couvercles obturant de façon étanche au gaz. Le chargement du charbon de réduction se fait indépendamment du chargement de la matière de charge pour la cuve principale 7.
Des cuves à charbon de réduction, les gaz pénètrent par les ouvertures 8 et 9 dans la cuve principale 7, s'élèvent dans la cuve et échauffent ainsi la charge de sorte que la réduction du minerai de fer peut s'effectuer par le charbon de réduction ajouté et que le fer est déjà présent à l'état réduit dans la partie inférieure 10 de la cuve, est liquéfié par l'effet
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de rayonnement des flammes des brûleurs et s'écoule alors dans la partie formant sole 11 située plus bas.
Avec le four représenté aux fig. 1 et 2 et mis en fonctionnement de la manière expliquée ci-dessus, les gaz de chauffage des brûleurs 1 et 2, sont en tous cas réduits de façon pratiquement complète même lorsque les brûleurs sont mis en fonctionnement non pas avec de l'oxygène ou de l'air enrichi en oxygène mais de la manière usuelle avec de l'air de combustion ordinaire.