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" Convertisseur cylindrique ".
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La présente invention est relative à la fabrica- tion d'acier et se rapporte en particulier à des per- fectionnements à des convertisseurs et à des procédés de traitement de fer fondu pour le transformer en acier.
Pendant de nombreuses années, les convertisseurs utilisés dans la production de l'acier sont restés les mêmes en principe, en dépit du fait que l'on savait que ces convertisseurs avaient certains défauts inhérents.
Le convertisseur Bessemer à soufflage par le fond est encore une grande chambre en forme de poire,tel qu'il a été inventé par Bessemer, qui présente à un bout un bec verseur par lequel le fer y est chargé et l'acier déchargé, en inclinant le convertisseur autour de tou- rillons qui sont perpendiculaires à l'axe de la chambre.
L'air de soufflage est introduit au moyen de tuyères dans le fond du convertisseur, de façon que l'air soit obligé de monter en traversant la charge , transformant le carbone du fer en oxyde de carbone tout en engendrant de la chaleur par la combustion du carbone et du sili- cium, et s'accompagnant du retrait plus ou moins complet de ces deux corps de la charge . Comme l'air qui est normalement employé en soufflant la charge consiste en grande partie en azote, il y a tendance à ce que de l'azote soit absorbé par le bain. La quantité d'azote absorbée dépendra d'mn certain nombre de facteurs, c' est-à-dire que plus le bain sera profond, plus la pres- sion sera élevée, plus le passage de l'air dans le métal fondu sera long, plus il y aura d'azote capté par le métal.
On peut trouver à .redire à cela puisqu'une teneur relativement infime en azote rend l'acier Bessemer indésirables cassant et produit des résultats/dans le produit fini. En
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outre, une grande quantité de chaleur est perdue par la combustion de l'oxyde de carbone pour donner de l'anhy- dride carbonique au bec du convertisseur, formant la flamme de Bessemer bien connue. La forte teneur en oxyde est de carbone est normale puisque la quantité d'air/intro- duite dans le fond du bain fondu au, aux hautes tempé- ratures qui y régnent, il ne peut pas exister de CO2 en présence de carbone et que par conséquent la combustion est incomplète, et qu'il ne peut y avoir que de l'oxyde de carbone.
Du fait que la chaleur disponible dans le convertisseur est assez limitée,la quantité de ferraille qui peut être fondue dans le convertisseur est égale- ment limitée.
Un autre type de convertisseur, moins employé, est le type à soufflage latéral. Dans ce type de convertis- seur, l'air de soufflage est introduit par des tuyères au voisinage de la surface de la charge. Il y a une absorption d'azote beaucoup plus faible, mais ce genre de convertisseur ne peut traiter une grande charge et en outre, comme l'air est introduit près de la surfa- ce, il faut,pour enlever les impuretés , un temps de soufflage comparativement plus grand qu'avec le type ha- bituel à soufflage par le fond. de convertisseur
On a proposé d'employer un type/habituel à souffla- ge par le bas, de telle manière qu'on obtienne un soufflage par le fond et latéral en inclinant le conver- tisseur de manière à ce que certaines des tuyères du fond soient disposées au-dessus de la surface de la charge dans le convertisseur.
Cet expédient n'est pas très pratique toutefois, parce que la charge doit être gardée très petite pour qu'un mouvement de basculement raisonnable du convertisseur dégage certaines des tuyères du fond au-dessus du niveau de la charge. Dans ces con- ditions, seule une faible charge peut être traitée dans
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le convertisseur, comparativement à la charge que l'on peut traiter lorsque le convertisseur est utilisé de la manière normale.
Il est clair que les anciens types de convertisseur à forme de poire laissaient énormément à désirer, en par- ticulier du point de vue de la production à grand rende- ment d'acier relativement exempt d'azote,
Un objet de la présente invention est de procurer un convertisseur pour produire de l'acier, dans lequel on peut obtenir un contrôle très étroit de la température et du temps de traitement avec en conséquence une faible absorption d'azote tout en traitant un volume relative - ment grand de fer à convertir en acier.
Un autre objet de l'invention est de procurer un convertisseur dans lequel on peut utiliser dans la produc- tion de l'acier des quantités de ferrailles beaucoup plus grandes que dans les anciens types de convertisseurs et qui en même temps permette le contrôle étroit désirable des conditions de traitement.
Un autre objet encore de l'invention est de procurer un convertisseur ayant des tuyères agencées en lui de telle manière que le soufflage de la charge puisse être arrêté à tout instant pour permettre la prise d'échantil- lons sans compromettre d'aucune façon l'opération de soufflage par obstruction des tuyères.
Un autre objet de l'invention est de prévoir des éléments refroidis à l'eau dans le revêtement du convertis seur, pour le protéger contre l'attaque des scories et des flammes. Un autre objet est de monter les tuyères dans un bâti refroidi à l'eau de manière à pouvoir aisé- ment les remplacer et/ou les changer.
D'autres objets de l'invention apparaîtront de la description suivante- d'une forme type de' convertisseur
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réalisant la présente invention.
Suivant la présente invention, on prévoit un convertisseur qui a la forme d'un cylindre monté à rotation autour de son axe, celui-ci étant disposé dans un plan sensiblement horizontal de sorte que le conver- tisseur cylindrique puisse être basculé en avant et en arrière pour permettre l'introduction d'une charge dans le convertisseur et d'en décharger l'acier.
Une particularité spéciale du convertisseurest qu'on a prévu des tuyères s'étendant dans le sens longi- tudinal du convertisseur,ces tuyères étant disposées de telle façon qu'elles puissent être amenées par bascule- ment au-dessus ou en dessous du niveau de la charge dans le convertisseur ou de telle manière qu'elles soien disposées au-dessus et en dessous de la surface de la charge dans le convertisseur.
De préférence de telles tuyères de soufflage sont montées seulement le long d'un côté du convertisseur de telle sorte que lorsque le convertisseur est basculé en position de chargement et de déchargement, les tuyè- res soient disposées entièrement au-dessus du niveau de la charge,permettant ainsi d'extraire des échantillon et empêchant aussi le métal d'obstruer les tuyères si l'opération de soufflage est interrompue pendant la pri- se d'échantillons.
Une autre particularité de l'invention est de pré- voir un nouvel agencement de réfrigération pour les tuyc res ainsi que pour les empêcher d'être détruites ou endommagées par la chaleur intense qui règne dans le convertisseur.
Un convertisseur du type décrit généralement @i- avant a de nombreux-avantages, le principal étant le contrôle étroit de l'opération de soufflage . Ainsi, pendant l'opération de soufflage initiale, il est possi-
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ble de disposer les tuyères de telle manière qu'elles soient complètement ou partiellement en dessous de la surface de la charge dans le convertisseur. Lorsque les tuyères sont disposées complètement en dessous de la surface, l'opération de soufflage est semblable àcelle qui se pratique dans le convertisseur Bessemer habi- tuel. Si une partie des tuyères est disposée au-dessus du niveau, et une partie en dessous, les effets combinés du soufflage latéral et du soufflage par le fond sont ob- tenus.
Dans ces conditions, il y a une rapide conversion du carbone en oxyde de carbone dans la charge, et une combustion très rapide de l'oxyde de carbone en anhydri- de carbonique à la surface de la charge, d'où résulte la génération de plus de chaleur , permettant ainsi d'y introduire de plus grandes quantités de ferraille et de la fondre dans la charge. L'inclusion de grandes quanti- tés de ferraille facilite grandement la production d'acier et augmente le taux de production. En outre,en soufflant une partie de l'air au-dessus de la surface une quantité d'azote beaucoup plus petite est absorbée dans l'acier, car une partie seulement du vent est en con- tact intime avec l'acier.
En outre de ce qui précède, l'agencement est tel que la quantité d'oxygène fourni à la charge peut être étroitement contrôlée, et , si on le désire, de l'oxygène peut être ajouté' directement à l'air; augmentant ainsi le contenu en oxygène du vent pour engendrer plus de chaleur et ce vent enrichi rédui- ra également en outre la tendance du métal à absorber de l'azote.
Pour une meilleure compréhension de l'invention on peut se référer aux dessins accompagnant le présent mémoi re, dans lequels:
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- la figure 1 est une vue en élévation latérale et en partie une coupe longitudinale d'une forme type de convertisseur réalisant la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1, avec le convertisseur montré en position de soufflage; - la figure 3 est une vue en élévation de l'un des ensembles de tuyères du convertisseur; - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3; - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4 et - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 3.
Les figures 1 et 2 du dessin illustrent une forme type de convertisseur réalisant la présente invention, qui peut être fait en toute dimension convenable dans le but proposé. Ainsi, de tels convertisseurs peuvent avoir une capacité allant de 25 tonnes ou moins à 100 tonnes ou plus si on le désire . Le convertisseur comprend une enceinte métallique 10 qui est pourvue de parties termi- nales courbées 11 et 12 formées également d'acier ou d'autres métal semblable, toute l'enceinte étant pourvue d'un revêtement résistant à la chaleur , 13, en briques ou autre matériau convenable . A peu près à mi-partie de l'enceinte est prévue la partie en bec de chargement et de déchargement , 14, du convertisseur qui, comme montré à la figure 2, va en se rétrécissant .
La partie en bec 14 peut être formée d'une enveloppe conique en métal 15 pourvue d'un revêtement réfractaire 16 et, si on le désire, peut présenter une partie en lèvre amovible 17 en qui est réunie au reste de la partie/bec 14 au moyen de
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brides de liaison convenable 18.
Près des bouts opposés de l'enceinte 10 sont prévues des voles 19 et 20 qui ont une forme générale d'asc ou de secteur. Chacune de ces voies, par exemple la voie 20, peut consister en une pièce 21 formant bande inté- rieure arquée, soudée ou fixée autrement à l'enceinte 10, et une pièce 22 formant bande extérieure, concentri- que, qui est retenue en position par rapport à la bande 21 au moyen d'une série de plaques d'écartement 23 et 24 qui forment une structure de support rigide et robuste.
Les voies 19 et 20 sont montées sur des supports sans frottement. Chacun de ces supports comprend un ensemble de rouleaux 25 qui sont montés à rotation sur des arbres 26 s'étendant entre les éléments d'une paire de plaques latérales 27 et 28, qui forment en fait des voies pour,le: rouleaux . Les rouleaux 25 sont à leur tour supportés par la pièce de base massive 29 qui, comme montré aux figu- res 2 et 3, a des voies arquées 30 sur lesquelles rou- lent les rouleaux 25.
Le convertisseur peut être basculé autour de son axe au moyen d'une crémaillère arquée 31 située à peu près à mi-corps de l'enceinte 10,cette crémaillère étant en prise avec un pignon 32 qui est commandé par un mécanisme réducteur de vitesse 33 et un moteur élec- trique 34 ou autre dispositif équivalent.Le moteur est de préférence du type réversible de manière à ce que la convertisseur puisse être basculé vers l'avant et vers l'arrière.
Comme on le voit le mieux à la figure 2,1e convertis- de seur est pourvu d'un tuyau/pourtour 35 s'étendant le long et relié à un côté de l'enceinte 10,ce tuyau communiquant avec un ensemble de tuyères 36 qui passent à travers le côté du convertisseur , et qui, dans la position montrée
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à la figure 2, sont dirigées vers le haut vers la surfa- ce de la charge C dans le convertisseur. Le tuyau de pourtour 35 est relié par ses deux bouts à des pièces tubulaires 37 et 3 auxquelles sont arnenésde l'air et de l'oxygène par des accouplements à rotation convenables (non montrés). Les pièces 37 et 38 sont reliées au tuyau de pourtour 35 au moyen des tuyaux 39 s'étendant radiale- ment. Si on le désire, plusieurs de ces tuyaux de pour- tour et jeux de tuyères peuvent être disposés autour du convertisseur.
Comme on le voit sur la figure 2, on peut faire tour- ner le convertisseur dans une position pour laquelle la partie en bec 14 est disposée à environ 30 d'angle du pla horizontal , en vue de recevoir la charge. Egalement, comme cela se voit sur la figure 2, on peut faire tourner le convertisseur pour amener le bec 14 dans une position inclinée vers le bas pour décharger l'acier fondu du convertisseur.
Dans la position de soufflage, qui est montrée à la figure 2, le convertisseur est basculé de telle ma- nière que la partie en bec 14 est disposée suivant le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre à partir de la verticale , afin de disposer les tuyères soit au- dessous, soit au-dessus de la surface de la charge,ou en partie au-dessous et en partie a u-dessus suivant ce qui est désiré. De cette manière, un soufflage contrôle peut être facilement obtenu pour employer au mieux la chaleur disponible dans le carbone et réduire l'absorption d'azote à un minimum.
Comme les tuyères sont soumises à une chaleur inten- se, on a prévu de refroidir ces tuyères comme décrit ci- après .
Un agencement convenable de tuyères et de système de
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refroidissement pour celles-ci est montré aux figures 3 à 6. Comme illustré à la figure 3, chacun des ensem- bles de tuyères comprenant les diverses tuyères 36 peut comprendre une pièce en forme générale de boîte creuse 40,ayant une plaque antérieure arquée en manière de châs- sis 41, laquelle est prévue pour recouvrir les parties de l'enceinte 10 voisines d'une ouverture 42 dans la pa- roi du convertisseur. On peut prévoir autant de ces ouver tures qu'il en faut pour loger les différents jeux de tuyères 36.
L'enceinte 10 est prévue avec des paires supérieures de goujons 43-43 et des paires inférieures de goujons 44-44 qui sont reçues dans des encoches 45-45 et 46-46 respectivement , dans la plaque antérieure 41.
Des broches transversales 47 traversent ces goujons pour retenir en place le bâti 40.
Les ouvertures 42 des parois du convertisseur con- vergent vers l'intérieur suivant des lignes générale- ment radiales et reçoivent de manière ajustée la carter creux 41a qui s'étend vers l'arrière de la plaque anté- rieure 41..Comme on le voit le mieux aux figures 5 et est 6, le carter 41a/de section généralement rectangulaire .
De même, comme on le voit à la figure 4, il y a une partie de paroi supérieure creuse 41b et une partie nt de paroi inférieure creuse 41c qui s'étende/sensiblement de même en longueur dans l'épaisseur de la paroi du convertisseur, et une partie terminale intérieure ouverte 49.
La partie centrale creuse de la pièce 40 a un garnis sage 50 de briques à tuyères que traversent les tuyères parallèles 36 auxquelles on s'est référé plus haut. Ces passages sont sensiblement perpendiculaires à la face intérieure 49 de la boîte et communiquent avec le tuyau de pourtour 35 qui est disposé à l'extérieur de l'encein-
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Les tuyères sont refroidies en introduisant de l'eau dans la boîte à tuyères 40 autour du garnissage de briques 50.
Comme montré aux figures 3 et 4, l'eau peut être introduite par l'ouverture 52 dans le coin de gauche inférieur du bâti 41 de manière qu'elles s'écoule à travers la partie de paroi creuse 41c de la boîte en montant par les passages latéraux 54 et 55 dans les parois latérales creuses 57 et 58 et ensuite dans la par- tie creuse supérieure 41b et le long des parois latérales creuses 57 et 58 vers l'orifice d'évacuation 59 dans le coin supérieur droit du bâti 41. Chacune des parois laté- rales creuse 57 et 58 peut être prévue avec une partie 60 s'étendant vers le bas de manière que l'eau suive le tra- jet montré généralement en pointillés sur la figure 4, assurant ainsi la circulation de l'eau autour de tout l'extérieur du garnissage en briques à tuyères de la boî- te.
Pour empêcher que de l'air ou de la vapeur soient emprisonnés en face de la séparation 60, on peut prévoir un évent 61 par lequel l'air ou la vapeur peuvent s'échap- per par l'évacuation d'eau 59.
Le mode de construction de tuyères ci-dessus décrit a l'avantage que l'eau de refroidissement peut être mise en circulation continue autour des tuyères de sorte que la destruction des tuyères par surchauffage est vaincue largement . L'eau peut être introduite dans les ouvertures 52 par une conduite d'eau de refroidissement 62 montrée à la figure 2, et évacuée par une conduite d'évacuation d'eau de refroidissement 63 s'étendant le long de du tuyau de pourtour 35.
Les tuyères peuvent être fixées au convertisseur et en être détachées pour permettre leur séparation ou leur remplacement.Pour faciliter l'enlèvement de la tuyère,la pièce antérieure de bâti 41 peut être munie d'o- @
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reilles 66 et 67 deses deux côtés contre montré à la figure 3, dans lesquelles sont montées des vis de placement 68 et 69 que l'on peut serrer contre l'enveloppe du convertis seur pour obliger la boîte de tuyères 40 à sortir de l'ou-
Les éléments refroidis à l'eau 40a, semblables en construction aux boîtes à tuyères 40 décrites plus haut, mais non perforés, sont prévus dans le revêtement du convertisseur en face des tuyères 36, comme montré à la figure 2,
en vue de protéger le revêtement de l'impact des scories et des flammes .
Le convertisseur décrit plus haut permet un contrôle plus précis des conditions de soufflage à l'intérieur de l'arbre parce que comme dit plus haut, l'action du vent sur la charge peut être changé d'une opération de souffla- ge par le fond en une opération de soufflage par dessus ou latéral et, plus spécialement, un soufflage combiné par le fond et latéral, étroitement contrôlé , peut être produit par une disposition convenable des tuyères,avec ce résultat que la quantité d'azote absorbé dans la charge peut être tenue au minimum désiré, tandis que la quantité de chaleur disponible pour faire fondre la fer- raille et pour d'autres buis, peut être sensiblement augmentée.
En plus, en disposant le convertisseur hori- zontalement, unetrès grande charge, proportionnellement aux dimensions du convertisseur,peut être traitée de ma- nière rapide et efficace.
L'appareillage peut composter des commandes convena- bles au moyen desquelles de l'oxygène peut être ajouté à l'air de soufflage et peut être réglé de telle manière qu'une proportion prédéterminée d'oxygène ajouté peut être maintenue dans l'air de soufflage une fois que le mécanisme de commanda a été réglé pour les conditions de fonctionnement optimum. De cette manière il est possible
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d'obtenir un contrôle de l'opération de soufflage beau- coup plus étroit qu'avec les anciens types d'appareils de soufflage pour lesquels il fallait beaucoup d'expérience de la part de l'opérateur.
En outre, l'agencement des tuyères dans le côté d'un convertisseur basculable de ce type permet le libre échantillonnage' et la libre décharge de la charge soufflée/avec le vent coupée sans danger d'obstruction des tuyères par la prise du métal fondu qui s'y trouve.
En outre, la dégradation des tuyères par les hautes tempéra- tures est largement vaincue par le système de r efroidisse- ment à l'eau prévu dans ce convertisseur.
On comprendra que le convertisseur est susceptible de changements considérables, et que, si on le désire, une ou plusieurs séries de tuyères peuvent être prévues dans le convertisseur. Par suite,la forme du convertisseur montrée ici doit être considérée comme donnée à titre d'illustration de l'invention et ne limitant pas la portée des revendications subséquentes.
REVENDICATIONS.
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"Cylindrical converter".
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The present invention relates to the manufacture of steel and in particular relates to improvements to converters and to methods of treating molten iron into steel.
For many years, converters used in steel production remained the same in principle, despite the fact that these converters were known to have certain inherent flaws.
The Bessemer bottom-blown converter is still a large pear-shaped chamber, as invented by Bessemer, which has at one end a spout through which iron is loaded into it and steel discharged, in tilting the converter around journals which are perpendicular to the axis of the chamber.
The blowing air is introduced by means of nozzles in the bottom of the converter, so that the air is forced to rise while passing through the load, transforming the carbon of the iron into carbon monoxide while generating heat by combustion carbon and silicon, and accompanied by the more or less complete withdrawal of these two bodies from the charge. Since the air which is normally used in blowing the charge consists largely of nitrogen, there is a tendency for nitrogen to be absorbed by the bath. The quantity of nitrogen absorbed will depend on a number of factors, i.e. the deeper the bath, the higher the pressure, the longer the passage of air through the molten metal will be. , the more nitrogen there will be captured by the metal.
This can be faulted since a relatively small nitrogen content makes undesirable Bessemer steel brittle and produces results in the finished product. In
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In addition, a large amount of heat is lost by the combustion of carbon monoxide to give carbon dioxide to the converter nozzle, forming the well known Bessemer flame. The high oxide content is carbon is normal since the quantity of air / introduced into the bottom of the molten bath at, at the high temperatures prevailing there, there can be no CO2 in the presence of carbon and that consequently the combustion is incomplete, and there can be only carbon monoxide.
Because the heat available in the converter is quite limited, the amount of scrap that can be melted in the converter is also limited.
Another type of converter, less used, is the side blow type. In this type of converter, the blowing air is introduced through nozzles near the surface of the load. There is a much lower nitrogen absorption, but this kind of converter cannot handle a large load and in addition, since the air is introduced near the surface, it takes time to remove the impurities. comparatively larger blow-out than with the usual bottom blow-out type. converter
It has been proposed to employ a customary bottom blowing type /, such that bottom and side blowing is obtained by tilting the converter so that some of the bottom nozzles are arranged. above the surface of the load in the converter.
This expedient is not very practical however, because the load must be kept very small for reasonable tilting motion of the converter to clear some of the bottom nozzles above the load level. Under these conditions, only a small load can be handled in
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the converter, compared to the load that can be handled when the converter is used in the normal way.
It is clear that the old pear-shaped converter types left a lot to be desired, especially from the point of view of high-efficiency production of relatively nitrogen-free steel,
It is an object of the present invention to provide a converter for producing steel, in which very tight control of temperature and processing time can be achieved with consequent low nitrogen absorption while processing a relative volume. - large iron piece to be converted into steel.
Another object of the invention is to provide a converter in which much greater amounts of scrap can be used in steel production than in older types of converters and which at the same time allows the desirable close control. processing conditions.
Yet another object of the invention is to provide a converter having nozzles arranged therein such that the blowing of the charge can be stopped at any time to allow the taking of samples without in any way compromising the load. blowing operation by obstruction of the nozzles.
Another object of the invention is to provide water-cooled elements in the coating of the converter, to protect it against attack by slag and flame. Another object is to mount the nozzles in a water-cooled frame so that they can easily be replaced and / or changed.
Other objects of the invention will become apparent from the following description of a typical form of 'converter
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embodying the present invention.
According to the present invention, there is provided a converter which has the form of a cylinder mounted for rotation about its axis, the latter being arranged in a substantially horizontal plane so that the cylindrical converter can be tilted forward and backward. rear to allow the introduction of a load in the converter and to unload the steel.
A special feature of the converter is that nozzles are provided extending in the longitudinal direction of the converter, these nozzles being arranged in such a way that they can be brought by tilting above or below the level of the converter. load in the converter or in such a way that they are arranged above and below the surface of the load in the converter.
Preferably such blast nozzles are mounted only along one side of the converter so that when the converter is tilted into the loading and unloading position the nozzles are disposed entirely above the level of the load. , thus allowing samples to be extracted and also preventing metal from clogging the nozzles if the blowing operation is interrupted while taking samples.
Another feature of the invention is to provide a novel refrigeration arrangement for the pipes as well as to prevent them from being destroyed or damaged by the intense heat prevailing in the converter.
A converter of the type generally described before has many advantages, the main one being close control of the blowing operation. Thus, during the initial blowing operation, it is possible to
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ble to arrange the nozzles in such a way that they are completely or partially below the surface of the load in the converter. When the nozzles are placed completely below the surface, the blowing operation is similar to that practiced in the usual Bessemer converter. If a part of the nozzles is arranged above the level, and a part below, the combined effects of side blowing and bottom blowing are obtained.
Under these conditions, there is a rapid conversion of carbon to carbon monoxide in the charge, and very rapid combustion of carbon monoxide to carbon dioxide at the surface of the charge, resulting in the generation of more heat, allowing more scrap metal to be introduced into it and melted into the load. The inclusion of large amounts of scrap greatly facilitates steel production and increases the rate of production. Furthermore, by blowing some of the air above the surface a much smaller amount of nitrogen is absorbed into the steel, since only part of the wind is in intimate contact with the steel.
In addition to the above, the arrangement is such that the amount of oxygen supplied to the feed can be closely controlled, and, if desired, oxygen can be added directly to the air; thus increasing the oxygen content of the wind to generate more heat and this enriched wind will also further reduce the tendency of the metal to absorb nitrogen.
For a better understanding of the invention, reference may be made to the drawings accompanying this memorandum, in which:
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- Figure 1 is a side elevational view and partly a longitudinal section of a typical form of converter embodying the present invention; - Figure 2 is a sectional view taken along line 2-2 of Figure 1, with the converter shown in the blowing position; - Figure 3 is an elevational view of one of the converter nozzle assemblies; - Figure 4 is a sectional view along line 4-4 of Figure 3; - Figure 5 is a sectional view along line 5-5 of Figure 4 and - Figure 6 is a sectional view along line 6-6 of Figure 3.
Figures 1 and 2 of the drawing illustrate a typical form of converter embodying the present invention, which may be made in any size suitable for the purpose proposed. Thus, such converters can have a capacity ranging from 25 tons or less to 100 tons or more if desired. The converter comprises a metal enclosure 10 which is provided with curved end portions 11 and 12 also formed of steel or the like, the entire enclosure being provided with a heat resistant coating, 13, of brick. or other suitable material. Approximately midway through the enclosure is provided the spouted loading and unloading portion, 14, of the converter which, as shown in Figure 2, tapers off.
The spout portion 14 may be formed of a conical metal casing 15 provided with a refractory lining 16 and, if desired, may have a removable lip portion 17 which is joined to the rest of the spout / portion 14. by means of
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suitable connecting flanges 18.
Near the opposite ends of the enclosure 10 are provided flights 19 and 20 which have a general shape of asc or sector. Each of these tracks, for example track 20, may consist of a part 21 forming an arcuate inner band, welded or otherwise fixed to the enclosure 10, and a part 22 forming an outer, concentric band which is held in place. position relative to the strip 21 by means of a series of spacer plates 23 and 24 which form a rigid and robust support structure.
The tracks 19 and 20 are mounted on frictionless supports. Each of these supports comprises a set of rollers 25 which are rotatably mounted on shafts 26 extending between the members of a pair of side plates 27 and 28, which in effect form tracks for the rollers. The rollers 25 are in turn supported by the massive base piece 29 which, as shown in Figures 2 and 3, has arcuate tracks 30 on which the rollers 25 run.
The converter can be tilted around its axis by means of an arcuate rack 31 located approximately halfway up the enclosure 10, this rack being engaged with a pinion 32 which is controlled by a speed reduction mechanism 33 and an electric motor 34 or other equivalent device. The motor is preferably of the reversible type so that the converter can be tilted forward and backward.
As best seen in Fig. 2, the converter is provided with a pipe / rim 35 extending along and connected to one side of the enclosure 10, this pipe communicating with a set of nozzles 36. which pass through the side of the converter, and which, in the position shown
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in FIG. 2, are directed upwards towards the surface of the load C in the converter. The perimeter pipe 35 is connected at both ends to tubular pieces 37 and 3 to which air and oxygen are supplied by suitable rotational couplings (not shown). The parts 37 and 38 are connected to the perimeter pipe 35 by means of the radially extending pipes 39. If desired, several of these surround pipes and nozzle sets can be arranged around the converter.
As seen in Figure 2, the converter can be rotated to a position in which the nose portion 14 is disposed at about an angle from the horizontal plate, in order to receive the load. Also, as seen in Fig. 2, the converter can be rotated to bring the nozzle 14 into a downwardly inclined position to discharge molten steel from the converter.
In the blowing position, which is shown in figure 2, the converter is tilted so that the nose portion 14 is disposed counterclockwise from the vertical, in order to to arrange the nozzles either below or above the surface of the charge, or partly below and partly above as desired. In this way, a controlled blowing can be easily achieved to make the best use of the heat available in the carbon and reduce nitrogen uptake to a minimum.
As the nozzles are subjected to intense heat, provision has been made to cool these nozzles as described below.
A suitable arrangement of the nozzles and the
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cooling for these is shown in Figures 3-6. As shown in Figure 3, each of the nozzle assemblies comprising the various nozzles 36 may comprise a generally hollow box-shaped part 40, having an arcuate front plate. in the manner of a frame 41, which is intended to cover the parts of the enclosure 10 adjacent to an opening 42 in the wall of the converter. As many of these openings can be provided as necessary to accommodate the different sets of nozzles 36.
The enclosure 10 is provided with upper pairs of studs 43-43 and lower pairs of studs 44-44 which are received in notches 45-45 and 46-46 respectively, in the front plate 41.
Cross pins 47 pass through these studs to hold the frame 40 in place.
The openings 42 in the converter walls converge inwardly along generally radial lines and snugly receive the hollow casing 41a which extends rearwardly of the front plate 41. best seen in Figures 5 and is 6, the housing 41a / of generally rectangular section.
Likewise, as seen in Figure 4, there is a hollow top wall portion 41b and a hollow bottom wall portion 41c which extends / substantially the same lengthwise into the wall thickness of the converter. , and an open inner end portion 49.
The hollow central part of the part 40 has a wise lining 50 of nozzle bricks through which the parallel nozzles 36 referred to above pass. These passages are substantially perpendicular to the inner face 49 of the box and communicate with the perimeter pipe 35 which is disposed outside the enclosure.
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The nozzles are cooled by introducing water into the nozzle box 40 around the brick lining 50.
As shown in Figures 3 and 4, water can be introduced through the opening 52 in the lower left corner of the frame 41 so that it flows through the hollow wall portion 41c of the box upward. the side passages 54 and 55 in the hollow side walls 57 and 58 and then in the upper hollow part 41b and along the hollow side walls 57 and 58 to the discharge port 59 in the upper right corner of the frame 41 Each of the hollow sidewalls 57 and 58 may be provided with a portion 60 extending downwardly so that the water follows the path shown generally in dotted lines in Figure 4, thereby providing circulation of water. water around the entire exterior of the box nozzle brick liner.
To prevent air or steam from being trapped in front of the partition 60, a vent 61 can be provided through which air or steam can escape through the water outlet 59.
The above described mode of construction of nozzles has the advantage that the cooling water can be circulated continuously around the nozzles so that destruction of the nozzles by overheating is largely overcome. Water can be introduced into the openings 52 through a cooling water pipe 62 shown in Figure 2, and discharged through a cooling water discharge pipe 63 extending along the perimeter pipe 35. .
The nozzles can be attached to and detached from the converter to allow their separation or replacement. To facilitate removal of the nozzle, the front frame part 41 can be provided with o- @
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reilles 66 and 67 on both sides against shown in figure 3, in which are mounted the positioning screws 68 and 69 which can be tightened against the casing of the converter to force the box of nozzles 40 out of the or-
The water-cooled elements 40a, similar in construction to the nozzle boxes 40 described above, but not perforated, are provided in the coating of the converter opposite the nozzles 36, as shown in FIG. 2,
in order to protect the coating from the impact of slag and flame.
The converter described above allows more precise control of the blowing conditions inside the shaft because as said above, the action of the wind on the load can be changed from a blowing operation by the bottom in a top or side blowing operation and, more especially, a tightly controlled combined bottom and side blowing can be produced by a suitable arrangement of the nozzles, with the result that the amount of nitrogen absorbed in the charge can be kept to the minimum desired, while the amount of heat available for melting scrap and other boxwood can be significantly increased.
In addition, by arranging the converter horizontally, a very large load, proportional to the dimensions of the converter, can be handled quickly and efficiently.
The apparatus can compost suitable controls by means of which oxygen can be added to the blast air and can be adjusted so that a predetermined proportion of added oxygen can be maintained in the supply air. blow-off after the control mechanism has been set for optimum operating conditions. In this way it is possible
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to obtain much tighter control of the blowing operation than with the older types of blowing apparatus for which a great deal of operator experience was required.
Furthermore, the arrangement of the nozzles in the side of a tiltable converter of this type allows free sampling and discharge of the blown charge / with the wind cut off without danger of obstruction of the nozzles by the uptake of the molten metal. that is there.
In addition, the degradation of the nozzles by high temperatures is largely overcome by the water cooling system provided in this converter.
It will be understood that the converter is susceptible to considerable changes, and that, if desired, one or more series of nozzles may be provided in the converter. Accordingly, the shape of the converter shown herein should be taken as given by way of illustration of the invention and not limiting the scope of the subsequent claims.
CLAIMS.
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