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La présente invention est relative à l'élaboration d'acier et plus particulièrement au traitement d'oxydation de fonte et d'autres allia- ges de fer, dans un four rotatif, en soufflant un gaz d'oxydation sur la surface du bain d1 alliage fondu.
Dans le brevet n 492.089, on a décrit un procédé pour l'élabo- ration 4'aoier, dans lequel des alliages de fer sont traités à l'aide de gaz oxydénes sensiblement de la manière suivante. Une masse fondue d'un allia- ge de fer est établie dans une chambre de réaction, qui peut tourner autour d'un axe sensiblement horizontal et présente une section transversale sen- siblement circulaire,, perpendiculairement audit axe. La masse fondue rem- plit moine de la moitié de la dite chambre et est au moins en partie cou- verte par une scorie fondue.
On fait tourner la chambre pendant un certain temps, ordinairement à une vitesse périphérique d'au moins 1 mètre par se- cone en sorte que la masse fondue est agitée, mais maintenue cohérente, et un gaz riche en oxygène est introduit dans l'espace de la chambre, situé au-dessus de la masse fondue, de préférence, directement contre la surface de cette masse. Le procédé offre le plus d'avantage, lorsqu'on utilise, comme agent d'oxydation, de l'oxygène pur ou de l'air enrichi en oxygène à au moins 40%
Dans les cas où le gaz d'oxydation présente une teneur élevée en oxygène, la réaction entre les constituants oxydables de la fonte et l'oxygène est très violente. Au surplus., lorsque l'oxygène est soufflé sur la surface du bain et non à travers celui-ci par le bas, la scorie fond quelquefois prématurément.
Lorsque l'anhydride carbonique formé par la com- buation du carbone de la fonte s'élève à travers la couche de scorie, il se forme aisément une scorie mousseuse, qui prend dès lors un grand volume.
Lorsque le soufflage est pratiqué par le haut dans un four fixe, il est, dès lors, nécessaire de disposer d'un très grand volume de four par rapport au volume de fonte, afin que la scorie ne gonfle pas au point de sortir du four. Un volume de four de l'ordre de 1 m3 par tonne de fonte est courant.
Si le four tourne., le risque de formation d'une scorie mousseuse est réduite parce que l'agitation vigoureuse a pour effet de faire en sorte que le processus d'oxydation s'opère relativement près du stade d'équilibre antre fonte et scorie. En proportionnant, en particulier, de manière appropriée, l'addition de substances formant de la scorie, principalement de la chaux, il est, dès lors, souvent possible d'opérer avec un four horizontal, bien que dans ce cas la surface du bain ne soit qu'environ 1 ou 2 centimètre en dessous du niveau de seuil défini par l'ouverture de décharge ménagée dans une des parois terminales du four.
La présente invention a pour but général d'améliorer le procédé connu spécifié plus haut, ainsi que des procédés similaires. Un but particulier est de permettre l'augmentation du degré de remplissage du four à l'aide d'un bain et, si on le désire, l'augmentation de l'épaisseur de la couche de scorie, sans qu'il soit nécessaire d'augmenter, dans une mesure sensible, le volume du four. Un autre but de l'invention est de permettre que pratiquement toute la surface intérieure du four vienne en contact avec le bain par la rotation et soit refroidie, de façon à éviter un chauffage excessif du revêtement intérieur du four.
Ceci présente une importance particulière dans le processus d'oxydation spécifié plus haut, dans lequel il est possible d'obtenir au-dessus du bain une combustion complète en 60- du gaz CO formé; dès lors, une très grande quantité de chaleur est développée et l'économie thermique du procédé est par conséquent améliorée à un degré élevé. Encore un autre but de l'invention est de permettre une combustion complète de CO en CO2' sans risque d'endommagement du revêtement du four.
Ces buts sont atteints, conformément à l'invention, en établis-
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sant un bain fondu d'un alliage de fer et de scorie dans une chambre de réaction qui est sensiblement symétrique par rapport à un axe de symétrie, présente deux extrémités axiales et est fermée, sauf qu'elle présente une ouverture à une desdites extrémités auteur dudit axe de symétrie, en pla- çant ladite chambre de façon que l'axe de symétrie en question présente une certaine inclinaison par rapport à l'horizontale et que l'ouverture précitée soit dirigée vers le haut, le bain remplissant la chambre susdite au moins jusqu'à un niveau horizontal situé sensiblement au point d'intersec= tion ou au-dessus du point d'intersection formé par l'axe de symétrie et l'autre extrémité axiale de la chambre,en faisant tourner cette chambre autour de l'axe de symétrie,
en introduisant un gaz contenant de l'oxygène dans la chambre susdite eu-dessus du bain fondu, et en déchargeant les gaz de réaction hors de cette chambre.
Un four pour la mise en oeuvre du présent procédé peut comporter une enveloppe sensiblement cylindrique et des parois terminales pour former une chambre, munie d'un revêtement à la manière habituelle. Dans une paroi d'extrémité est ménagée une ouverture centrale pour charger la matière à base de fer et les matières d'addition destinées à former la scorie, cette ouverture livrant passage à un tuyau, qui peut être refroidi par eau et qui sert à alimenter le four en gaz oxigéné. Les gaz de réaction s'échappent également par cette ouverture. L'autre paroi d'extrémité est, de préférence, fermée et peut être arrondie, même de manière à prendre progressivement la forme de l'enveloppe.
Le four est monté, de préférence, de manière à pouvoir tourner sur des galets de toute manière convenable, comme cela est bien connu dans la technique, dans le cas où on fait tourner un tambour ou analogue avec son axe central incliné par rapport à l'horizontale. Le produit fini peut être déchargé par une ouverture d'évacuation ménagée à la partie inférieure du four, lorsqu'il est dans la position de travail; l'ouverture d'évacuation étant fermée pendant le trairement d'oxydation et la rotation du four. Le four peut également être renversable de manière à pouvoir être déchargé par l'ouverture de chargement prévue dans la paroi d'extrémité supérieure.
REVENDICATIONS.-
1.- Procédé pour exécuter le traitement d'alliage de fer avec des gaz contenant de l'oxygène, dans lequel procédé on établit un bain fondu d'un alliage de fer et de scorie dans une chambre de réaction, qui est sensiblement symétrique par rapport à un axe de symétrie, présente deux extrémités axiales et est fermée, sauf qu'elle présente une ouverture à une desdites extrémités autour dudit axe de symétrie, on place ladite chambre de façon que l'axe de symétrie en question présente une certaine inclinaison par rapport à l'horizontale et que l'ouverture précitée soit dirigée vers le haut,
le bain remplissant la chambre susdite au moins jusqu'à un niveau horizontal situé sensiblement au point d'intersection ou au-dessus du point d'intersection formé par l'axe de symétrie et l'autre extrémité axiale de la chambre, on fait tourner cette chambre autour de l'axe de symétrie, on introduit un gaz contenant de l'oxygène dans la chambre susdite au-dessus du bain fondue et on décharge les gaz de réaction hors de cette chambre.
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The present invention relates to the production of steel and more particularly to the oxidation treatment of cast iron and other iron alloys, in a rotary kiln, by blowing an oxidation gas on the surface of the bath d1. molten alloy.
In patent no. 492,089, a process for the preparation of steel has been described in which alloys of iron are treated with the aid of oxide gases in substantially the following manner. A melt of an iron alloy is established in a reaction chamber, which can rotate about a substantially horizontal axis and has a substantially circular cross-section perpendicular to said axis. The molten mass fills half of the said chamber and is at least partly covered by molten slag.
The chamber is rotated for a period of time, usually at a peripheral speed of at least 1 meter per second, so that the melt is stirred, but kept coherent, and an oxygen-rich gas is introduced into the space. chamber, located above the melt, preferably directly against the surface of this mass. The process offers the greatest advantage when using pure oxygen or air enriched with at least 40% oxygen as the oxidizing agent.
In cases where the oxidation gas has a high oxygen content, the reaction between the oxidizable constituents of the cast iron and oxygen is very violent. In addition, when oxygen is blown over the surface of the bath and not through it from below, the slag sometimes melts prematurely.
When the carbon dioxide formed by the combustion of the carbon in the cast iron rises through the slag layer, a foamy slag readily forms, which therefore assumes a large volume.
When the blowing is performed from above in a stationary furnace, it is therefore necessary to have a very large furnace volume in relation to the volume of cast iron, so that the slag does not swell to the point of leaving the furnace. . A furnace volume of the order of 1 m3 per tonne of cast iron is common.
If the furnace is running, the risk of foamy slag formation is reduced because vigorous agitation causes the oxidation process to take place relatively close to the equilibrium stage between melting and slag. . By proportioning, in particular, appropriately, the addition of slag-forming substances, mainly lime, it is therefore often possible to operate with a horizontal furnace, although in this case the surface of the bath is only about 1 or 2 centimeter below the threshold level defined by the discharge opening made in one of the end walls of the furnace.
The general object of the present invention is to improve the known process specified above, as well as similar processes. A particular aim is to allow the degree of filling of the furnace to be increased with the aid of a bath and, if desired, the increase in the thickness of the slag layer, without it being necessary to 'increase, to a substantial extent, the volume of the oven. Another object of the invention is to allow that substantially the entire interior surface of the oven comes into contact with the bath by the rotation and is cooled, so as to avoid excessive heating of the interior lining of the oven.
This is of particular importance in the oxidation process specified above, in which it is possible to obtain above the bath a complete combustion in 60- of the CO gas formed; therefore, a very large amount of heat is developed and the thermal economy of the process is therefore improved to a high degree. Yet another object of the invention is to allow complete combustion of CO to CO 2 without risk of damaging the coating of the furnace.
These aims are achieved, in accordance with the invention, by establishing
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sant a molten bath of an alloy of iron and slag in a reaction chamber which is substantially symmetrical with respect to an axis of symmetry, has two axial ends and is closed, except that it has an opening at one of said author ends said axis of symmetry, by positioning said chamber so that the axis of symmetry in question has a certain inclination with respect to the horizontal and that the aforementioned opening is directed upwards, the bath filling the aforesaid chamber at less to a horizontal level located substantially at the point of intersection or above the point of intersection formed by the axis of symmetry and the other axial end of the chamber, by rotating this chamber around the 'axis of symmetry,
by introducing a gas containing oxygen into the aforesaid chamber above the molten bath, and discharging the reaction gases out of this chamber.
An oven for carrying out the present method may comprise a substantially cylindrical casing and end walls to form a chamber, provided with a coating in the usual manner. In an end wall is formed a central opening for charging the iron-based material and the additive materials intended to form the slag, this opening providing passage to a pipe, which can be cooled by water and which serves to supply the oven in oxygenated gas. Reaction gases also escape through this opening. The other end wall is preferably closed and may be rounded, even so as to gradually take the shape of the envelope.
The furnace is preferably mounted so that it can be rotated on rollers in any suitable manner, as is well known in the art, in the event that a drum or the like is rotated with its central axis inclined with respect to the oven. 'horizontal. The finished product can be discharged through a discharge opening in the lower part of the oven, when it is in the working position; the discharge opening being closed during the oxidation treatment and the rotation of the furnace. The oven may also be tiltable so that it can be unloaded through the loading opening provided in the upper end wall.
CLAIMS.-
1.- A process for carrying out the treatment of iron alloy with oxygen-containing gases, in which process a molten bath of an alloy of iron and slag is established in a reaction chamber, which is substantially symmetrical by relative to an axis of symmetry, has two axial ends and is closed, except that it has an opening at one of said ends around said axis of symmetry, said chamber is placed so that the axis of symmetry in question has a certain inclination in relation to the horizontal and that the aforementioned opening is directed upwards,
the bath filling the aforesaid chamber at least to a horizontal level located substantially at the point of intersection or above the point of intersection formed by the axis of symmetry and the other axial end of the chamber, one rotates this chamber around the axis of symmetry, a gas containing oxygen is introduced into the aforesaid chamber above the molten bath and the reaction gases are discharged out of this chamber.