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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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