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Procédé et dispositif pour l'introduction d'ajoutes dans le fer et l'acier à l'état fondu.
Il est connu, en vue d'obtenir la carbonisation, l'élimina- tion des gaz et l'oxydation et l' élimination des impuretés du fer, enfin en vue d'obtenir des alliages, d'ajouter des corps solides au fer à l'état fondu.
Ces matières sont généralement d'un poids spécifique inférieur à celui du fer et leur point de fusion et d'évaporation est souvent sensiblement inférieur à celui du bain de fer.
Pour ces raisons, la réaction a lieu essentiellement à la surface du bain et leur effet est généralement incomplet, des quan- tités importantes de ces ajoutes se transformant sans aucun effet en scories et s'échappant en forme de gaz.
Il serait nécessaire de s'efforcer d'introduire ces matières à l'état aussi finement pulvérisé que possible et réparties unifor- mément dans le bain de fer ; malheureusement, les moyens techniques
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connus jusqu'à présent ne donnent pas de résultats suffisants et leur emploi est limité à quelques cas spéciaux.
En l'espèce, il a été préconisé pour la désulfuration du fer par la soude ou des matières analogues, d'introduire les ajou- tes au moyen d'un tube plongeur en matière réfractaire de haut en bas et d'utiliser une pompe à vis sans fin ou de l'air comprimé pour l'introduction forcée de ces matières. or, dans ce cas, toute répartition uniforme de la matière sur tout le bain est absolument impossible et une proportion im- portante de la soude montante arrive de nouveau à la surface du bain.
Il est déjà connu un dispositif servant à introduire obliga- toirement des matières solides pulvérisées au moyen d'une vis transporteuse au fond d'une rigole. Ce dispositif doit avoir pour but d'améliorer les propriétés de la matière des pièces coulées, tout en rendant superflue une exécution spéciale de la rigole sui- vant la présente invention.
Ce dispositif ne peut servir que pour des matières à point de fusion plus élevé ; pour des matières à point de fusion ou de dissociation inférieur, ce dispositif est inutilisable, le fer en fusion entrant dans la chambre de la vis sans fin et détériorant celle-ci.
L'objet de la présente invention est un procédé et un dispo- sitif pouvant être utilisé pour toutes les ajoutes à poids spéci- fique très réduit et à point de fusion et de dissociation très bas, même enfin pour des ajoutes liquides à l'état froid, tel que le goudron.
Suivant l'invention, les ajoutes sont introduites dans le fer coulant dans une rigole dans les limites d'une chute prévue dans ce but.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple une forme d'exé- cution d'un dispositif convenable.
Le secteur supérieur 1 de la rigole est relié au secteur infé-
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rieur 2 au moyen d'une chute, h est la hauteur de la chute et 1 est le chemin parcouru librement par le jet métallique en mouvement.
A l'intérieur du creux 4 constitué par h et 1 et par le jet métallique 3 à l'état fondu, il existe suivant les lois de la " cavitation " une dépression plus ou moins grande et la matière à ajouter est introduite dans ce creux 4 à travers le canal 5.
De faibles quantités d'ajoutes légères peuvent être aspirées automatiquement ; mais pour des quantités plus importantes, il faut prévoir un moyen réglable à pression, tel qu'un transporteur à hélice ou de l'air comprimé.
Ainsi à l'intérieur du creux 4, la matière ajoutée constitue un matelas appliqué de l'intérieur sur toute la largeur de la ri- gole contre le jet métallique tombant. De cette manière, la réac- tion est mise en oeuvre. 6 est une arête à mouchette pour du fer arrivant en avance ou en retard. Ci-après l'invention est encore expliquée par un exemple pratique :
D'un haut fourneau acide 20 to. de fer brut doivent être écou- lées pour l'aciérie Thomas , en se basant sur un effet utile probable, le soufre et le silicium doivent être absorbés, par un mélange de 200 kg. de soude en poudre et de charbon pulvérisé dis- persé. La durée de la coulée est de 20 minutes-.
Le dispositif réglable d'alimentation par pression est réglé par conséquent pour un rendement horaire de 600 kg, et ces 600 kg. d' ajoutes peuvent être appliqués en pellicule au fer à l'état fon- du- sur la longueur et la largeur totale du jet métallique en mou- vement.
La présente invention peut non seulement être appliquée uti- lement pour des matières d'ajoutés- formant scories et éliminant les gaz, mais encore pour des alliages et ce non seulement pour le fer et l'acier, mais encore d'une manière convenable pour les métaux non-ferreux.
L'introduction obligatoire des ajoutes peut être effectuée au moyen d'une pompe à vis sans fin combinée à des transporteurs
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à air comprimé, de l'espèce des pompes connues Fuller, si celles- ci sont construites de manière que l'alimentation peut être effec- tuée avec ou sans air comprimé (non représenté sur le dessin).
En vue d'augmenter le rendement total ou en vue d' ajouter sé- parément des matières différentes, il est encore possible de monter en série plusieurs appareils.
Les avantagea de l'invention sont très importants par rapport à l'état actuel de la technique, et ils peuvent être résumés comme suit :
1 ) Il est maintenant possible d'ajouter des matières légè- res, facilement fusibles et dissociables au métal en état de fu- sion,
2 ) Même des matières en poudre et pulvérisées jusqu'à la limite colloïdale peuvent être ajoutées sans danger pour les en- virons par le développement de poussière ou de vapeurs.
La soude en poudre par exemple est meilleur marché et plus facile à trouver que la soude granulée et le charbon, ainsi que le coke pulvérisés jusqu'à la limite colloïdale, donnent suivant les expériences les plus récentes des résultats dépassant toutes prévisions.
3 ) De même des matières liquides peuvent être ajoutées, par exemple le goudron de houille, les vapeurs de goudrons et les scories.
4 ) L'ajoute est effectuée en pellicule sur toute la longueur et la largeur totale du jet métallique en mouvement avec une ré- partition parfaite et absolument sans pertes.
Dans le. même sens, le dit procédé- peut être employé pour l'in- troduction de matières d'ajoutes dans des scories à l'état de fu- sion.
REVENDICATIONS.
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Method and apparatus for the introduction of additives into iron and steel in the molten state.
It is known, with a view to obtaining the carbonization, the elimination of gases and the oxidation and the elimination of impurities from iron, finally with a view to obtaining alloys, to add solid bodies to the iron. molten state.
These materials generally have a lower specific gravity than that of iron and their melting and evaporation point is often significantly lower than that of the iron bath.
For these reasons, the reaction takes place essentially at the surface of the bath and their effect is generally incomplete, large quantities of these additions transforming without any effect into slag and escaping in the form of gas.
It would be necessary to make every effort to introduce these materials as finely pulverized as possible and evenly distributed in the iron bath; unfortunately, the technical means
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known hitherto do not give sufficient results and their use is limited to a few special cases.
In this case, it has been recommended for the desulphurization of iron by soda or similar materials, to introduce the additions by means of a plunger tube of refractory material from top to bottom and to use a pump to auger or compressed air for the forced introduction of these materials. in this case, any uniform distribution of the material over the whole bath is absolutely impossible and a large proportion of the rising sodium hydroxide again arrives at the surface of the bath.
A device is already known which serves to obligatorily introduce pulverized solids by means of a conveyor screw at the bottom of a channel. The object of this device should be to improve the material properties of the castings, while at the same time rendering unnecessary a special execution of the channel according to the present invention.
This device can only be used for materials with a higher melting point; for materials with a lower melting or dissociation point, this device is unusable, the molten iron entering the chamber of the endless screw and damaging it.
The object of the present invention is a process and a device which can be used for all additions with a very low specific weight and with a very low melting and dissociation point, even finally for liquid additions in the state. cold, such as tar.
According to the invention, the additions are introduced into the iron flowing in a channel within the limits of a chute provided for this purpose.
The accompanying drawing shows by way of example one embodiment of a suitable device.
The upper sector 1 of the channel is connected to the lower sector.
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laughter 2 by means of a fall, h is the height of the fall and 1 is the path freely traveled by the moving metal jet.
Inside the hollow 4 formed by h and 1 and by the metal jet 3 in the molten state, there exists according to the laws of "cavitation" a more or less large depression and the material to be added is introduced into this hollow. 4 through channel 5.
Small amounts of light additions can be automatically aspirated; but for larger quantities, it is necessary to provide an adjustable pressure means, such as a propeller conveyor or compressed air.
Thus inside the hollow 4, the added material constitutes a mattress applied from the inside over the entire width of the ridge against the falling metal jet. In this way, the reaction is carried out. 6 is a flywheel for iron arriving early or late. Hereinafter the invention is further explained by a practical example:
From a 20 tb acid blast furnace. of crude iron should be flowed to the Thomas steel plant, based on a probable useful effect, sulfur and silicon should be absorbed, by a mixture of 200 kg. of powdered soda and dispersed pulverized charcoal. The duration of the casting is 20 minutes-.
The adjustable pressure feed device is therefore set for an hourly output of 600 kg, and these 600 kg. additions can be applied in a cast iron film over the entire length and width of the moving metal jet.
The present invention can not only be usefully applied to slag-forming and gas-removing additives, but also to alloys and not only to iron and steel, but also in a manner suitable for. non-ferrous metals.
The compulsory introduction of additions can be carried out by means of a worm pump combined with conveyors
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compressed air, of the kind of known Fuller pumps, if these are so constructed that the supply can be effected with or without compressed air (not shown in the drawing).
With a view to increasing the total yield or with a view to separately adding different materials, it is still possible to connect several devices in series.
The advantages of the invention are very important compared to the current state of the art, and they can be summarized as follows:
1) It is now possible to add light, easily fusible and separable materials to the molten metal,
2) Even powdered and pulverized materials up to the colloidal limit can be added without danger to the surroundings by the development of dust or vapors.
Powdered soda, for example, is cheaper and easier to find than granulated soda and coal, as well as coke pulverized to the colloidal limit, give, according to the most recent experiments, results exceeding all expectations.
3) Likewise liquid materials can be added, for example coal tar, tar vapors and slag.
4) The addition is carried out in film over the entire length and the total width of the moving metal jet with perfect distribution and absolutely without losses.
In the. In the same sense, said process can be employed for the introduction of additives into slag in the molten state.
CLAIMS.
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