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"INSTALLATION ET PROCEDE D'ALIMENTATION D'UN CONVERTISSEUR
POUR L'ELABORATION DE L'ACIER"
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La présente invention est relative à une installa- tion pour l'alimentation d'un convertisseur servant à l'éla- boration de-l'acier au moyen d'un mélange gazeux, comprenant un appareillage de production continue à basse pression d'au moins un des gaz du mélange, dans lequel le gaz considéré se trouve à un moment donné sous forme liquéfiée, un réservoir de stockage de ce gaz sous forme liquéfiée, et un évaporateur à basse pression du gaz stocké sous forme liquide, à fonction- nement intermittent, disposé entre ce réservoir et une souf- flante qui refoule le mélange dans le convertisseur.
La demande de brevet principal déposée le 13 juin 1949, sous le n 381.080, a comme objet une installation de ce genre dans laquelle tout le gaz fourni par l'appareil- lage de production continue à basse pression est envoyé dans le réservoir de stockage sous forme liquéfiée. Le convertis- seur ne peut donc recevoir du gaz de cette nature qu'après que celui-ci est passé par l'évaporateur à fonctionnement inter- mittent disposé entre le réservoir et la soufflante.
Dans certaines installations de production continue à basse pression d'un gaz qui passe par la forme liquéfiée au cours de sa préparation, on évapore une partie du gaz liqué fié afin de récupérer les frigories engendrées par l'évapo- ration de cette partie du gaz liquéfié.
La présente invention a comme objet une installa- tion de ce genre adaptée à l'alimentation éminemment variable d'un convertisseur.
A cet effet, suivant l'invention dans le cas où l'appareillage susdit fonctionne de façon à évaporer une par- tie du gaz qu'il a liquéfié, il est relié par une conduite à la conduite d'échappement de l'évaporateur susdit.
Cette installation présente, par rapport à celle suivant le brevet principal, l'avantage de réduire le coût du gaz livré au convertisseur et de permettre en même temps
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une réduction de capacité du réservoir dans lequel le gaz est emmagasiné sous forme liquéfiée.
Dans le procédé suivant l'invention, pendant une opération de conversion, on alimente le convertisseur par- tiellement par du gaz provenant de l'évaporation , dans l'ins- tallation de production continue, d'une partie du gaz produit par celle-ci et qui a été amenée sous forme liquéfiée au cours de sa production et partiellement par du gaz provenant du stock du gaz liquéfié.
En d'autres termes, pendant que le convertisseur consomme du gaz produit de manière continue à basse pression toute la partie de ce gaz qui est évaporée dans l'installa- tion de production elle-même en vue de récupérer des frigories; est envoyée dans le convertisseur. Celui-ci reçoit donc direc- tement de l'installation de production une partie du gaz dont il a besoin. Le reste du gaz qu'il consomme à ce moment pro- vient de l'évaporation d'une partie du stock à l'état liqué- fié. Ce stock sert donc d'appoint pour l'alimentation du convertisseur pendant les périodes de grande consommation.
Pendant les périodes où la consommation du converti; seur est faible ou nulle, le gaz provenant de l'évaporation d'une partie de ce qui a été liquéfié au cours de la produc- tion, peut être emmagasiné sous forme gazeuse dans un réser- voir. La capacité de celui-ci peut être sensiblement moindre que dans le cas des appareillages ou tout le gaz produit est emmagasiné sous forme gazeuse.
Il est à remarquer en outre que l'existence du ré- servoir pour le stockage d'une partie de la production sous forme liquéfiée permet d'alimenter facilement d'autres appa- reils qu'un convertisseur, à condition d'augmenter en consé- quence la capacité de l'appareillage de production du gaz.
Ces autres appareils de consommation peuvent même se trouver loin de l'appareillage de production et ne pas être reliés
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directement au réservoir de stockage sous forme liquéfiée.
Le gaz qu'ils consomment peut alors leur parvenir dans des récipients contenant le gaz liquéfié qui sont transportés du lieu de production aux lieux de consommation.
En cas d'arrêt de longue durée du convertisseur, on peut éventuellement supprimer un certain temps l'évapora- tion partielle du gaz liquéfié dans l'appareillage de produc- tion continue et emmagasiner toute la production dans le réser de voir/stockage sous forme liquéf iée .
Le dessin annexé au présent mémoire représente schématiquement et à titre d'exemple seulement une forme d'exécution de l'installation suivant l'invention.
L'installation représentée à la figure 1 comprend une soufflante 2 qui envoie à travers un bain d'acier contenu dans un convertisseur 3 un mélange d'oxygène et d'anhydride carbonique.
Le mélange d'oxygène et d'anhydride carbonique refoulé par la soufflante 2 est formé à partir d'anhydride carbonique amené par une conduite 4 et d'un mélange d'oxygène et d'azote amené par une conduite 5.
Le mélange de ces deux fluides gazeux amené par les conduites 4 et 5 est effectué sous le contrôle d'un doseur
6 tel que celui faisant l'objet de la demande de brevet n 379.171 déposée le 15 février 1949 par le même demandeur.
Ce doseur 6 commande l'ouverture d'une vanne 7 en fonction simultanée, d'une part, de la différence des pressions dans la conduite 5 en aval de cette vanne et dans la conduite 4 et, d'autre part, des vitesses instantanées de circulation respectivement du mélange d'oxygène et d'azote et de l'anhydride carbonique dans ces conduites.
Pour produire le mélange d'oxygène et d'azote cir- culant dans la conduite 5, l'installation suivant l'inven- tion comprend un appareillage 8 servant à la production conti-
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nue à basse pression de ce mélange sous forme liquéfiée.
Lorsque le convertisseur n'est pas en service, ce mélange li- quéfié peut s'écouler par une conduite 9 dans un réservoir de stockage 10 à double paroi qui isole thermiquement le gaz liquéfié qu'il contient.
Lorsqu'une vanne 11 est ouverte, ce gaz liquéfié peut s'écouler par une conduite 12 dans un serpentin 15 fai- sant partie d'un évaporateur à basse pression 14. Ce serpen- tin baigne dans un fluide chaud amené par une conduite 15 et évacué par une conduite 16. La conduite 15 est pourvue d'une vanne 17 qui contrôle le passage du fluide chaud dans l'évapo- rateur 14 et, par conséquent, permet de faire fonctionner celui-ci de manière intermittente.
Le mélange gazeux d'oxygène et d'azote, formé dans le serpentin 13, est évacué par une conduite 18 dans un réser- voir-tampon 19 interposé entre l'évaporateur 14 et la conduite 5 alimentant la soufflante 2.
Ce réservoir-tampon 19 comprend une cloche 20 qui peut être soulevée par la pression du gaz. Ce réservoir est donc un réservoir à capacité variable et à pression constante.
La capacité minimum de ce réservoir-tampon est au moins égale à la consommation du mélange gazeux qu'il contient, qui est provoquée par le convertisseur 3 pendant une opération com- plète de conversion.
Dans le cas où l'appareillage de production fonc- tionne de façon à évaporer une partie du gaz qu'il a liquéfié, le réservoir-tampon 19 peut également recevoir le mélange gazeux d'oxygène et d'azote évaporé de cette façon et qui lui est amené par une conduite 48 en communication avec l'appareil lage 8.
Les frigories engendrées au cours de l'évaporation sont récupérées par un fluide qui circule dans des conduites 49 et 50 et qui en fait profiter l'installation de production
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continue du mélange gazeux. Une vanne 51, permet, si on le désire, d'isoler le réservoir 19, de l'installation de produc- tion, pendant les longues périodes de non fonctionnement du convertisseur. Pendant ces périodes, tout le gaz liquéfié pro- duit est emmagasiné dans le réservoir 10.
Pour régler le débit de l'évaporateur 14, on peut agir à la main sur la vanne 17 mais on peut aussi commander automatiquement le déplacement de la vanne 17 par la cloche 20 de façon à mettre cette vanne sous la dépendance de la consommation, par le convertisseur, du mélange d'oxygène et d'azote évaporé par l'évaporateur 14.
Le contrôle de la position de la vanne 17 par la cloche 20 a été schématisé par une liaison mécanique se présen- tant sous forme d'une tige 21 portant des ergots 22 entre lesquels est engagé un bras/solidaire de la vanne 17.
Le réglage du débit de l'évaporateur 14 pourrait également être effectué par le déplacement de la vanne 11 puisque la manoeuvre de celle-ci peut faire varier la quantité d'oxygène et d'azote liquides admise dans l'évaporateur.
Le contrôle automatique de la position de cette vanne par la cloche 20 pourrait être réalisé d'une manière semblable à celui de la vanne 17 en prolongeant la tige 21 jusque dans la position 21' représentée par une ligne constituée de traits séparés par deux points.
Cette tige porterait des ergots 22' entre lesquels
23' serait engagé un bras/solidaire de la vanne 11.
On pourrait aussi contrôler la mise en service inter- mittente de l'évaporateur 14 par la manoeuvre d'une vanne 24 équipant la conduite d'évacuation 18.
En effet, la fermeture de cette vanne provoquerait une surpression du gaz évaporé par le passage du fluide chaud autour du serpentin 13 et, par conséquent, le refoulement du mélange liquéfié hors de l'évaporateur vers le réservoir de
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stockage 10 .
La manoeuvre automatique de la vanne 24 par la clo- che 20 pourrait être réalisée au moyen d'ergots 22" portés par la tige 21 et entre lesquels serait engagé un bras 23" soli daire de la vanne 24,
Ce bras 23" est représenté en trait mixte.
Afin d'éviter que le refoulement dans le réservoir
10 de liquide déjà chauffé dans l'évaporateur 14 provoque une surpression dans ce réservoir, celui-ci est équipa d'une conduite 25 permettant l'échappement du gaz qui y est formé.
Cette conduite aboutit avantageusement à la conduite d'évacua- tion 18 en aval de la vanne 24 de façon à éviter la perte du gaz. Elle peut être pourvue d'une soupape de sureté 26.
Une conduite d'échappement 25 de ce genre peut également être prévue, même dans le cas où le mélange d'oxygène et d'azote liquéfié ne peut pas être refoulé dans le réservoir de stockage 10 après avoir séjourné dans l'évaporateur 14, cette conduite d'échappement 25 servant alors à conduire, dans le réservoir-tampon 19, le gaz formé dans le réservoir de stockage 10 par évaporation lente du liquide contenu dans ce- réservoir.
Au lieu d'un mélange d'oxygène, d'azote et d'anhy- dride carbonique servant à l'alinentation du convertisseur 3, on pourrait évidemment utiliser d'autres mélanges, par exemple, de l'air enrichi. Il suffirait alors d'amener de l'air par la conduite 4.
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"INSTALLATION AND PROCESS FOR SUPPLYING A CONVERTER
FOR THE ELABORATION OF STEEL "
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The present invention relates to an installation for the supply of a converter used for the preparation of steel by means of a gas mixture, comprising an apparatus for continuous production at low pressure of up to at least one of the gases of the mixture, in which the gas considered is at a given moment in liquefied form, a storage tank for this gas in liquefied form, and a low pressure evaporator of the gas stored in liquid form, in operation intermittent, placed between this reservoir and a blower which delivers the mixture into the converter.
The main patent application filed June 13, 1949, under No. 381.080, relates to an installation of this kind in which all the gas supplied by the continuous production apparatus at low pressure is sent to the storage tank under liquefied form. The converter can therefore receive gas of this nature only after the latter has passed through the intermittently operating evaporator placed between the tank and the blower.
In certain installations for the continuous production at low pressure of a gas which passes through the liquefied form during its preparation, part of the liquefied gas is evaporated in order to recover the frigories generated by the evaporation of this part of the gas. liquefied.
The object of the present invention is an installation of this type suitable for the highly variable power supply of a converter.
To this end, according to the invention, in the case where the aforementioned apparatus operates so as to evaporate part of the gas which it has liquefied, it is connected by a pipe to the exhaust pipe of the aforesaid evaporator. .
This installation has, compared to that according to the main patent, the advantage of reducing the cost of the gas delivered to the converter and at the same time allowing
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a reduction in the capacity of the reservoir in which the gas is stored in liquefied form.
In the process according to the invention, during a conversion operation, the converter is partially supplied with gas originating from the evaporation, in the continuous production plant, of part of the gas produced by it. ci and which was brought in liquefied form during its production and partially by gas from the liquefied gas stock.
In other words, while the converter consumes gas produced continuously at low pressure all the part of this gas which is evaporated in the production plant itself in order to recover frigories; is sent to the converter. The latter therefore receives part of the gas it needs directly from the production installation. The rest of the gas it consumes at this time comes from the evaporation of part of the stock in the liquefied state. This stock therefore serves as a back-up for supplying the converter during periods of high consumption.
During the periods when the consumption of the convert; If there is little or no gas, the gas resulting from the evaporation of part of what has been liquefied during production can be stored in gaseous form in a tank. The capacity of the latter may be appreciably less than in the case of equipment where all the gas produced is stored in gaseous form.
It should also be noted that the existence of the reservoir for storing part of the production in liquefied form makes it possible to easily supply devices other than a converter, on condition that a consequent increase is made. - the capacity of the gas production equipment.
These other consumer devices may even be located far from the production device and not be connected
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directly to the storage tank in liquefied form.
The gas they consume can then reach them in receptacles containing the liquefied gas which are transported from the place of production to the places of consumption.
In the event of a long-term shutdown of the converter, it is possible, if necessary, to suppress the partial evaporation of the liquefied gas in the continuous production equipment for a certain time and store all the production in the viewing / storage tank in the form of liquefied.
The drawing appended to this memory shows schematically and by way of example only one embodiment of the installation according to the invention.
The installation shown in Figure 1 comprises a fan 2 which sends through a steel bath contained in a converter 3 a mixture of oxygen and carbon dioxide.
The mixture of oxygen and carbon dioxide delivered by the blower 2 is formed from carbon dioxide supplied by a pipe 4 and a mixture of oxygen and nitrogen supplied by a pipe 5.
The mixing of these two gaseous fluids supplied by pipes 4 and 5 is carried out under the control of a metering device
6 such as that which is the subject of patent application No. 379,171 filed on February 15, 1949 by the same applicant.
This metering device 6 controls the opening of a valve 7 as a simultaneous function, on the one hand, of the difference in pressures in the line 5 downstream of this valve and in the line 4 and, on the other hand, of the instantaneous speeds. respectively circulation of the mixture of oxygen and nitrogen and carbon dioxide in these pipes.
In order to produce the mixture of oxygen and nitrogen circulating in the pipe 5, the installation according to the invention comprises an apparatus 8 serving for the continuous production.
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naked at low pressure of this mixture in liquefied form.
When the converter is not in use, this liquefied mixture can flow through line 9 into a double-walled storage tank 10 which thermally insulates the liquefied gas which it contains.
When a valve 11 is open, this liquefied gas can flow through a pipe 12 into a coil 15 forming part of a low pressure evaporator 14. This coil is bathed in a hot fluid supplied by a pipe 15. and discharged through a line 16. Line 15 is provided with a valve 17 which controls the passage of hot fluid through evaporator 14 and, therefore, allows the latter to be operated intermittently.
The gaseous mixture of oxygen and nitrogen, formed in the coil 13, is discharged through a pipe 18 into a buffer tank 19 interposed between the evaporator 14 and the pipe 5 supplying the blower 2.
This buffer tank 19 comprises a bell 20 which can be raised by the pressure of the gas. This reservoir is therefore a reservoir with variable capacity and constant pressure.
The minimum capacity of this buffer tank is at least equal to the consumption of the gas mixture which it contains, which is caused by the converter 3 during a complete conversion operation.
In the case where the production equipment operates so as to evaporate part of the gas which it has liquefied, the buffer tank 19 can also receive the gas mixture of oxygen and nitrogen evaporated in this way and which is brought to it by a pipe 48 in communication with the device 8.
The frigories generated during evaporation are recovered by a fluid which circulates in pipes 49 and 50 and which benefits the production installation.
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continuous gas mixture. A valve 51 makes it possible, if desired, to isolate the reservoir 19 from the production installation during long periods of non-operation of the converter. During these periods, all the liquefied gas produced is stored in tank 10.
To adjust the flow rate of the evaporator 14, it is possible to act by hand on the valve 17 but it is also possible to automatically control the displacement of the valve 17 by the bell 20 so as to make this valve dependent on consumption, by the converter, of the mixture of oxygen and nitrogen evaporated by the evaporator 14.
The control of the position of the valve 17 by the bell 20 has been shown schematically by a mechanical link in the form of a rod 21 carrying lugs 22 between which is engaged an arm / integral with the valve 17.
The flow rate adjustment of the evaporator 14 could also be carried out by moving the valve 11 since the operation of the latter can vary the quantity of liquid oxygen and nitrogen admitted into the evaporator.
The automatic control of the position of this valve by the bell 20 could be carried out in a manner similar to that of the valve 17 by extending the rod 21 to position 21 'represented by a line made up of lines separated by two points.
This rod would have 22 'lugs between which
23 'would be engaged an arm / integral with the valve 11.
It would also be possible to control the intermittent commissioning of the evaporator 14 by operating a valve 24 fitted to the discharge pipe 18.
In fact, the closing of this valve would cause an overpressure of the gas evaporated by the passage of the hot fluid around the coil 13 and, consequently, the delivery of the liquefied mixture out of the evaporator towards the tank.
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storage 10.
The automatic maneuvering of the valve 24 by the bell 20 could be carried out by means of lugs 22 "carried by the rod 21 and between which would be engaged an arm 23" integral with the valve 24,
This arm 23 "is shown in phantom.
To prevent backflow into the tank
10 of liquid already heated in the evaporator 14 causes an overpressure in this tank, the latter is equipped with a pipe 25 allowing the escape of the gas formed therein.
This pipe advantageously ends in the exhaust pipe 18 downstream of the valve 24 so as to avoid the loss of gas. It can be provided with a safety valve 26.
An exhaust pipe 25 of this kind can also be provided, even in the case where the mixture of oxygen and liquefied nitrogen cannot be delivered back to the storage tank 10 after having stayed in the evaporator 14, this exhaust pipe 25 then serving to conduct, in the buffer tank 19, the gas formed in the storage tank 10 by slow evaporation of the liquid contained in this tank.
Instead of a mixture of oxygen, nitrogen and carbon dioxide serving for the alination of converter 3, of course other mixtures could be used, for example enriched air. It would then be sufficient to bring in air through line 4.
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