BE549756A - - Google Patents

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BE549756A
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description

       

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   La présente   invention   a irait à un appareil de fu- sion du fer par des combustibles mobiles. Dans la demande de même date N    432.007     du 6   juin 1956 au nom de William E. Marshall, se trouve décrit un procédé et un appareil de réduction et de fusion du fer. Selon son enseignement, on produit une flamme dans un four à l'aide   d'un   combustible mobile, la flamme ayant une température d'au   moins 3.000    F et les produits de la combustion de la flamme étant   réduc-   teurs vis-à-vis de l'oxyde de fer.

   La chaleur de la flamme garde le fer à l'état fondu dans le four et les produits de la combustion de la flamme, qui sont de nature réductrice, peuvent être utilisés à l'extérieur de la   chambre   de fusion proprement dite pour réduire le minorai de fer finament di-   vise;   le fer et la gangue sont alors  fondun   à l'intérieur du four par la chaleur de la   flamme.   Une flamme quia une 

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 température suffisamment élevée et qui, néanmoins, fournit des produits de. combustion réducteurs pour le fer, peut être produite par l'emploi de l'oxygène ou de l'air enrichi en ox gène aux fins de la combustion et par le pré-chauffage du combustible mobile ou de l'oxygène ou de l'air enrichi en oxygène ou des deux. 



   Le terme de "combustible mobilett figurant dans la présente demande et dans la demande susdite, désigne les gaz combustibles naturels et artificiels, tels que le gaz natu- rel, le méthane, l'éthane, le propane, le butane, l'éthylène, l'acétylène, l'hydrogène et analogues, qui contiennent, en tant que composants combustibles principaux, l'hydrogène ou des hydrocarbures (mais une proportion, qui ne s'élève pas au-dessus de faibles concentrations, de gaz contenant l'oxy- gène combiné, tels que   l'oxyde.de   carbone et la vapeur d'eau), et désigne aussi le pétrole ou d'autres combustibles hydro- carbonés liquides et combustibles carbonés solides pulvéru- lents, tels que le charbon, le.coke ou le noir de fumée pul- vérisés.

   Le procédé ici révélé permet une exploitation fort économique, particulièrement dans le cas où l'on dispose en abondance de combustible mobile à bon marché. Du fait que le minerai de fer est employé à l'état finement divisé, un minerai meilleur marché peut être utilisé et il n'est pas né- cessaire d'employer le coke en morceaux, en tant que combus- tible ou en tant que squelette de support dans un four à cuve. 



   Selon la demande susmentionnée de même date, le fer peut être fondu par des combustibles mobiles par un procédé dans lequel le minerai de fer est réduit directement dans une chambre supérieure du four où le bain fondu de fer et de laitier est maintenu par la flamme. Ce procédé est désigné sous le nom de réduction flua-solide. Une utilisation plus économique de la chaleur dégagée au cours du processus peut être réalisée par ce procédé. 

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   Dans cette demande de même date, l'addition du coke au bain fondu est pratiquée dans les cas où l'on désire abaisser le point de fusion du fer et où il est désirable de diminuer le pourcentage de l'oxyde de fer dans le laitier à une valeur très basse. C'est un des buts de la présente invention que de proposer un procédé et un appareil conve- nant à la mise en oeuvre de l'opération de fusion du proces- sus combiné de la réduction et de la fusion, par lesquels la teneur en carbone du fer peut être effectivement augmen- tée de manière économique en ce qui concerne le coke. 



   C'est un autre but de la présente invention que de proposer un appareil simple et de construction relativement peu coûteuse, à l'aide duquel une très petite quantité de co- ke est   consommée   dans la production du fer, par rapport aux besoins en coke d'un haut-fourneau ordinaire. 



   Ces buts et d'autres buts de l'invention, qui seront décrits plus en détail ci-dessous ou qui apparaîtront à une personne versée dans cette technique à la lecture de la présente description, sont atteints par une certaine cons- truction et un certain agencement des parties, dont certai-, nes réalisations exemplaires vont maintenant être révélées. 



   Il est fait référence aux dessins annexés. 



   La fige 1 est une section quelque peu schématique d'une forme d'appareil selon l'invention. 



   La fig. 2 est une vue fragmentaire, semblable à la fig. 1 et représentant une variante. 



   La   fige   3 est un plan d'un appareil modifié. 



   La fig. 4 est une section suivant la ligne 4-4 de la fig. 3. 



   La fig. 5 est une section d'une autre variante. 



   Si l'on tente d'augmenter la teneur en carbone du bain de métal fondu produit par le procédé perfectionné   se-   Ion la demande de môme date, par l'addition de coke, de 

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 charbon, de charbon de cornue, ou d'autres substances car- bonées, on se heurte à certaines complications. Les produits de la combustion de la flamme dans le four de fusion, bien qu'ils soient réducteurs vis-à-vis du fer, sont fortement oxydants pour le carbone sous toutes ses formes et produisent sa combustion partielle, ce qui entraîne une perte. 



   En outre, ces produits de combustion, qui contiennent de la vapeur d'eau, sont fortement décarburants   vis-à-vis   du fer et tendent à éliminer le carbone du bain fondu presque aussi vite qu'on l'y ajoute. Cela rend difficile d'obtenir les teneurs voulues du carbone dans le fer fondu sans un emploi excessif et non économique du coke ou d'autres subs- tances carburantes solides. 



   En bref, dans la mise en oeuvre de l'invention, on prévoit une chambre de combustion comportant un brûleur, disposé de préférence à son sommet, et le brûleur est ali- mante en combustible mobile, comme il est décrit ci-dessus, de   qu'en   oxygène ou en air enrichi en oxygène en pro- portions convenables et portant le minerai de fer réduit sous forme finement divisée et les constituants formateurs de laitier, tels que la gangue et la chaux (CaO), entraînés par ce combustible mobile.

   Le fer et les   constituants   forma-   teurs   de laitier fondent dans la chambre de combustion et s'écoulent vers le bas sur la sole ou débordent, de préfé-   rence   à travers une par tie d'une tour remplie de coke, dans un four du type à bain ou un creuset collecteur surmonté d'u- ne colonne de coke enfermée.

   Bien que nous ayons nommé spé- on cifiquement le coke, il doit Être tendu que les présents enseignementss'appliquent tout aussi bien à   dos   matières   équivalentes,   y compris les   matières   non cokéfiantes, l'an- thracite, lu carbone produit; depuis le charbon pendant la production du gaz de   synthèse   et   d'autres     matières   carbonées   solides.   Une cheminée est   prévu'.)   pour évacuer les   @     @   

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 de la ce   @eustion   de la   chambre   de combustion sans qu'ils ne passent par la   colonne   de coke.

   Un moyen peut être prévu pour amoner l'oxygène ou l'air enrichi en oxygène à la colonne de   coke   pour brûler une quantité mineure de coke afin de ré- gler la tempéra bure du creuset, si nécessaire, et pour con- tribuer à la mise en marcha de l'appareil. 



   Il est maintenant fait plus particulièrement   référen-   ce à la fig. 1 où une chambre de combustion est indiquée en 10, qui a une sole 11 en pente. Un brûleur est schématique-   ment indiqué en 12 ; est alimenté en combustible mobile,   en oxygène ou en air enrichi en oxygène, en minerai de fer réduit finement divisé entraîné, en gangue et en CaO. Le com- bustible brûle dans la chambre de combustion 10 et les pro- duits de la combustion sortent dans la direction des flèches' par la cheminée 13, bien que les constituants formateurs de laitier et le fer fondent et tombent sur la sole 11. Une ou- verture relativement peu haute 14 est prévue pour le passage des matières fondues et des produits de la combustion. Un four du type à bain ou un creuset collecteur est indiqué en 15 et comporte une chambre 16 contenant du coke.

   La sole en pente 11 communique avec le creuset collecteur par une ou- verture peu haute 17 par laquelle les matières fondues s'écou- lent dans le creuset collecteur 15 à travers une partie du coke contenu dans la chambre à coke 16. Le bain de fer fondu est indiqué en 18, la couche de laitier en 19, et le coke en 20. Un trou do coulée du fer est prévu en 21 et, si on le désire, un trou de coulée peut être prévu en 22 pour le lai- tier. Ces trous sont fermés, de manière bien connue, par des bouchons d'argile 23 et 24.

   Un conduit 25 est représenté par lequel l'oxygène ou l'air enrichi on   oxygène   est introduit dans la   colonne do     coke pour   brûler une certaine quantité de coke   pour   régler la température du creuset et garder le bain à l'état fondu. 

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   En ce qui concerne les matières introduites par le brûleur 12, il est entendu que le minerai de fer finement divisé a été préalablement réduit par un processus de ré- duction convenable. Le gaznaturel ou l'autre combustible mobile et l'oxygène ou l'air enrichi en oxygène sont intro- duits dans une proportion telle que l'atmosphère des produits de combustion dans la chambre 10 ne soit pas oxydante vis-à- vis du fer,   c'est-à-dire,   réductrice pour le FeO, et la tem- pérature produite par la combustion est telle que le fer, la gangue et le CaO fondent et tombent sur le fond en pente de la chambre. 



   Il faut observer que le mur supérieur 13a, séparant la chambre de combustion et la cheminée, donne lieu à une inversion quasi complète de la direction de l'écoulement des gaz. Cette inversion tend à éjecter les solides entraî- nées par les gaz de la chambre de combustion 10. Le fer et le laitier coulent, sous forme liquide, sur le fond incliné 11, par les ouvertures 14 et 17 et sont recueillis par le creuset collecteur 15 en couches séparées de fer fondu 18 et de laitier fondu 19. Le fond 11 peut être horizontal ou même creusé pour former une flaque qui déborde par   l'ouvertu-   re 17. 



   Il faut aussi observer que le coke 20 contenu dans la colonne 16 est pré-chauffé par la paroi 13b séparant la colonne de coke de la cheminée. En outre, puisque le fer et le laitier pénètrent dans la colonne de coke à une tem- pérature qui est bien supérieure à leurs points de fusion et puisque le point de fusion est en outre sensiblement di- minué par la dissolution du carbone, il est clair qu'on em- ploie trè peu ou point du tout d'oxygène à la tuyère 25 et qu'une trèspetits quantité de   coko   est consommée pour maintenir le laitier et le fer à l'état liquide dans le creuset. En fait, pour un grand four, où la perte de che- 

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 leur par unité de poids du produit est très petite, on em- ploie rarement la tuyère, sauf pour la mise en marche. 



   La consommation de coke peut être encore réduite, comme le montre la fig. 2, en amenant l'oxygène ou l'air en- richi en oxygène, introduit par la tuyère 25, à passer par un prêchauffeur, indiqué, de manière générale, en 26. 



   Tandis qu'un haut-fourneau ordinaire consomme   1800   livres anglaises de coke par tonne de fer produit, un appa- reil selon la présente invention, produisant plusieurs cen- taines de tonnes de fer par jour, consomme très peu de coke. 



  En substance, il consomme juste assez de coke pour saturer le fer en carbone..Pour de très petits fours expérimentaux, fonctionnant avec de faibles débits de production, la con- sommation de coke s'élève à environ 400 livres anglaises par. tonne de fer, mais pour un très grand four, comme dit ci- dessus, la consommation de coke approche la faible valeur 'd'environ 100 livres anglaises par tonne. 



   Dans certaines régions du pays, où le gaz naturel est très bon marché et le coke est relativement coûteux, on peut effectuer de grandes économies dans la production de la fonte par l'emploi de l'appareil ici révélé. En fait, la fon- te peut être fabriquée demanière entièrement indépendante du coke métallurgique ou du gas naturel si l'on substitue le charbon bitumineux pulvérisé au gaz naturel dans le brû- leur 12 et si l'on emploie le charbon d'anthracite dur, le charbon à gaz, etc., au lieu du coke dan;-; la colonne 16. 



   Outre qu'elle laisse passer le flux de fer et de lai- tier fondu vers le creuset 15 du four,   3'ouverture   17 dimi- nue aussi la surface de contact entre le coke et les gaz dans la chambre de combustion et la cheminée. Ces gaz contiennent une quantité considérable de vapeur   d'eau,   de même qu'un peu de CO2 qui oxyderait une certaine quantité de coke et augmenterait   grandement   sa consommation si les gaz de le 

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 chambra de combstion pouvaient entrer, sans limites, on contact avec le coke.Le   sommet   de la chambre à coke étant   fer,:

  ié   par des cloches ouvrables, des sas à registres ou ana-   logues,   les quantités   relativement   petites de CO et N2, pro- venant de la combustion ayant lieu à la tuyère 25, sortent par la fente 17 et rejoignent le courant principal des gaz sortant par la cheminée 13, si bien que, si la fente 17 est étroite, la vitesse des gaz passant vers la gauche de l'ou-   verture   17 empêche le contact de la vapeur   d'eau   et du CO2, provenant de la chambre de   combustion   et   de 1')     cheminée,   avec le coke.

   L'ouverture 17 constitue donc une particularité très importante de   l'invention   en ce   qu'elle     empêche   les   gaz   décarbonisants de venir en contact avec le coke. Les produits de la combustion à la tuyère 25 ne sont pas décarbonisants et ne consomment que la quantité   de   coke nécessaire à procu- rer le supplément de chaleur   nécessaire   à maintenir le métal fondu à la température voulue ou pour amener le four à la température de régime lors de la mise en marche. 



   Fig.   2,se   trouve représentée la manière dont la fen- te 17a peut être disposée   d'une   façon légèrement différente de cella de la fig. 1. La fente 17a exerce toutefois les- mêmes fonctions que la fente 17. 



   Fig. 3 et   4,   se trouve représenté un agencement qui revient, en fait, à une batterie   de dispos  selon la fig. 



  1, ayant un creuset et une colonne de coke communs,   alimen-   tés par deux ou plusieurs chambrée de combustion et   compor-   tant deux ou plusieurs cheminées, 
Fig. 4, se trouve   représentées   les chambres de com- bustion   ion   et 10b ayant los brûleurs 12a et, 12b et les   che-   minées 13cet 13d. La colonne: de coke est indiquée   on   16a 
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 et le crftusiifc, en lia. Les tuyères 2511 et. le trou de coulée 21a p8U'llmt Ctre .'#/;encôn eotimi'3 fi. 1. r-'ïf;. 5, no trouva xepr,ccxtt. un a;;c.xxcctmza; quelque 

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 peu différent, dans lequel les gaz sortent de   'la   cheminee du côté de la chambre d combustion opposé à la colonne de coke. 



  Dans ce cas, la chambra de combustion est indiquée en 10c. 



  Le combustible, les solides entraînés et l'oxygène sont in- troduits par le tuyau 12c. Un tuyau supplémentaire 12d a été prévu par lequel des solides supplémentaires peuvent être introduits comme on la désire. Le métal fondu dans la cham- bre 10c s'écoule sur la sole en pente 11a, comme ci-dessus, par une ouverture ou fente 17b et dans le creuset 15b. La co- lonne de coke 16b contient pareillement une masse de coke 20 et on prévoit également une tuyère 25b. La couche de fer fondu est représentée en 18 et la couche de laitier en 19 et le métal fondu peut être coulé par le trou de coulée 21b. 



   Toutefois, dans le présent cas, la cheminée 13e se trouve du côté opposé de la chambre de combustion et les pro- duits de la combustion sortent par une fente   14a   dans une di- rection opposée à celle où coule le métal fondu. Le deman- deur a seulement représenté la réalisation de la fig. 5 comme une variante réalisable, mais il préfère les réalisations des   fige   1 à   4   y comprise, car la colonne de coke y est plus efficacement pré-chauffée du fait de sa proximité avec les produits de la combustion. 



   Dans les revendications qui suivent, le demandeur a employé le mot "oxygène" dans le sens où ce terme comprend l'oxygène impur (qui, dans le   commerce,   peut contenir jus- qu'à 5 % d'azote) et l'air enrichi en oxygène. 



   Revendications. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



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   The present invention would go to an apparatus for smelting iron by mobile fuels. In the application of the same date N 432.007 of June 6, 1956 in the name of William E. Marshall, there is described a process and an apparatus for reducing and melting iron. According to his teaching, a flame is produced in a furnace using a mobile fuel, the flame having a temperature of at least 3,000 F and the products of the combustion of the flame being reducing vis-à-vis. iron oxide.

   The heat of the flame keeps the iron in a molten state in the furnace and the products of combustion of the flame, which are reducing in nature, can be used outside the actual melting chamber to reduce the minorai finely divided iron; the iron and the gangue are then melted inside the furnace by the heat of the flame. A flame that has a

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 sufficiently high temperature and which, nevertheless, provides products of. combustion reducing agents for iron, may be produced by the use of oxygen or oxygen-enriched air for the purpose of combustion and by preheating the mobile fuel or oxygen or air enriched with oxygen or both.



   The term "mobilett fuel appearing in the present application and in the aforesaid application denotes natural and artificial fuel gases, such as natural gas, methane, ethane, propane, butane, ethylene, etc. acetylene, hydrogen and the like, which contain, as the main fuel components, hydrogen or hydrocarbons (but a proportion, which does not rise above low concentrations, of gas containing oxy - combined gene, such as carbon monoxide and water vapor), and also refers to petroleum or other liquid hydrocarbon fuels and powdery solid carbon fuels, such as coal, coke or sprayed carbon black.

   The process disclosed here allows very economical operation, particularly in the case where there is an abundance of inexpensive mobile fuel. Because the iron ore is used in a finely divided state, a cheaper ore can be used and it is not necessary to use the coke in lumps, as a fuel or as a fuel. supporting skeleton in a shaft furnace.



   According to the aforementioned application of the same date, iron can be smelted by mobile fuels by a process in which the iron ore is reduced directly in an upper chamber of the furnace where the molten bath of iron and slag is maintained by the flame. This process is referred to as flua-solid reduction. More economical use of the heat released during the process can be achieved by this process.

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   In this application of the same date, the addition of coke to the molten bath is practiced in cases where it is desired to lower the melting point of iron and where it is desirable to decrease the percentage of iron oxide in the slag. at a very low value. It is one of the objects of the present invention to provide a method and an apparatus suitable for carrying out the smelting operation of the combined process of reduction and smelting, whereby the content of The carbon of iron can be effectively increased economically with regard to coke.



   It is a further object of the present invention to provide a simple apparatus of relatively inexpensive construction, with the aid of which a very small amount of coke is consumed in the production of iron, compared to the coke requirement. of an ordinary blast furnace.



   These and other objects of the invention, which will be described in more detail below or which will become apparent to a person skilled in the art upon reading the present description, are achieved by some construction and a certain amount of construction. arrangement of the parts, of which some exemplary achievements will now be revealed.



   Reference is made to the accompanying drawings.



   Figure 1 is a somewhat schematic section of one form of apparatus according to the invention.



   Fig. 2 is a fragmentary view, similar to FIG. 1 and representing a variant.



   Figure 3 is a shot of a modified device.



   Fig. 4 is a section taken on line 4-4 of FIG. 3.



   Fig. 5 is a section of another variant.



   If an attempt is made to increase the carbon content of the molten metal bath produced by the improved process according to the present application, by the addition of coke,

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 charcoal, retort charcoal, or other carbonated substances, there are certain complications. The products of the combustion of the flame in the melting furnace, although they are reducing to iron, are strongly oxidizing to carbon in all its forms and produce its partial combustion, resulting in loss.



   Furthermore, these combustion products, which contain water vapor, are strongly decarburizing to iron and tend to remove carbon from the molten bath almost as quickly as it is added to it. This makes it difficult to achieve the desired carbon contents in the molten iron without the excessive and uneconomical use of coke or other solid fuel substances.



   In short, in the implementation of the invention, a combustion chamber is provided comprising a burner, preferably arranged at its top, and the burner is supplied with mobile fuel, as described above, of than oxygen or oxygen enriched air in suitable proportions and carrying the reduced iron ore in a finely divided form and the slag-forming constituents, such as gangue and lime (CaO), carried by this mobile fuel.

   The iron and slag-forming constituents melt in the combustion chamber and flow down onto the hearth or overflow, preferably through part of a coke-filled tower, into a furnace in the oven. bath type or a collecting crucible surmounted by an enclosed coke column.

   Although we have named coke specifically, it should be understood that the present teachings apply equally well to equivalent materials, including non-coking materials, anthracite, carbon produced; from coal during the production of syngas and other solid carbonaceous materials. A chimney is planned '.) To evacuate the @ @

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 this @eustion of the combustion chamber without passing through the coke column.

   Means may be provided to bring oxygen or oxygen-enriched air to the coke column to burn a minor amount of coke in order to control the temperature of the crucible, if necessary, and to assist in the process. switching on the device.



   Reference is now made more particularly to FIG. 1 where a combustion chamber is indicated at 10, which has a sloping hearth 11. A burner is schematically indicated at 12; is supplied with mobile fuel, oxygen or oxygen enriched air, entrained finely divided reduced iron ore, gangue and CaO. The fuel burns in the combustion chamber 10 and the products of combustion exit in the direction of the arrows through the chimney 13, although the slag-forming constituents and the iron melt and fall on the hearth 11. A A relatively low opening 14 is provided for the passage of molten materials and products of combustion. A bath type furnace or a collecting crucible is indicated at 15 and has a chamber 16 containing coke.

   The sloping hearth 11 communicates with the collecting crucible through a shallow opening 17 through which the molten materials flow into the collecting crucible 15 through part of the coke contained in the coke chamber 16. The bath of molten iron is indicated at 18, the slag layer at 19, and the coke at 20. An iron tap hole is provided at 21 and, if desired, a tap hole can be provided at 22 for the milk. tier. These holes are closed, in a well-known manner, by clay plugs 23 and 24.

   A conduit 25 is shown through which oxygen or oxygen-enriched air is introduced into the coke column to burn a quantity of coke to control the temperature of the crucible and keep the bath in a molten state.

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   With regard to the materials introduced by the burner 12, it is understood that the finely divided iron ore has been previously reduced by a suitable reduction process. Natural gas or other mobile fuel and oxygen or oxygen-enriched air are introduced in such a proportion that the atmosphere of combustion products in chamber 10 is not oxidizing to iron. , that is, reducing for FeO, and the temperature produced by combustion is such that the iron, gangue and CaO melt and fall to the sloping bottom of the chamber.



   It should be observed that the upper wall 13a, separating the combustion chamber and the chimney, gives rise to an almost complete reversal of the direction of the gas flow. This inversion tends to eject the solids entrained by the gases from the combustion chamber 10. The iron and the slag flow, in liquid form, on the inclined bottom 11, through the openings 14 and 17 and are collected by the collecting crucible. 15 in separate layers of molten iron 18 and molten slag 19. The bottom 11 may be horizontal or even hollowed out to form a puddle which overflows through the opening 17.



   It should also be observed that the coke 20 contained in the column 16 is preheated by the wall 13b separating the coke column from the stack. Furthermore, since the iron and slag enter the coke column at a temperature which is much higher than their melting points and since the melting point is furthermore appreciably lowered by the dissolution of carbon, it is It is clear that very little or no oxygen is used at the nozzle 25 and that a very small amount of coco is consumed to maintain the slag and iron in a liquid state in the crucible. In fact, for a large oven, where the loss of

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 their per unit of product weight is very small, the nozzle is seldom used except for start-up.



   Coke consumption can be further reduced, as shown in fig. 2, by causing the oxygen or the oxygen-enriched air, introduced by the nozzle 25, to pass through a preheater, generally indicated at 26.



   While an ordinary blast furnace consumes 1800 British pounds of coke per ton of iron produced, an apparatus according to the present invention, producing several hundred tons of iron per day, consumes very little coke.



  In essence, it consumes just enough coke to saturate the iron with carbon. For very small experimental furnaces, operating at low production rates, the coke consumption is about 400 English pounds per. ton of iron, but for a very large furnace, as stated above, the coke consumption approaches the low value of about 100 British pounds per ton.



   In certain regions of the country, where natural gas is very cheap and coke is relatively expensive, great savings can be made in the production of pig iron by the use of the apparatus disclosed here. In fact, smelting can be made entirely independent of metallurgical coke or natural gas if pulverized bituminous coal is substituted for natural gas in burner 12 and hard anthracite coal is used. , gas coal, etc., instead of coke dan; -; column 16.



   Besides allowing the flow of iron and molten slag to pass to the crucible 15 of the furnace, the opening 17 also decreases the contact area between the coke and the gases in the combustion chamber and the chimney. These gases contain a considerable amount of water vapor, as well as a little CO2 which would oxidize a certain quantity of coke and would greatly increase its consumption if the gases of the

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 chambra de combstion could enter, without limits, contact with the coke.The top of the coke chamber being iron:

  ied by openable bells, register locks or the like, the relatively small quantities of CO and N2, coming from the combustion taking place at the nozzle 25, exit through the slot 17 and join the main stream of the exiting gases. through the chimney 13, so that, if the slit 17 is narrow, the speed of the gases passing to the left of the opening 17 prevents contact of the water vapor and the CO2, coming from the combustion chamber and the chimney, with the coke.

   The opening 17 therefore constitutes a very important feature of the invention in that it prevents the decarbonizing gases from coming into contact with the coke. The products of combustion at the nozzle 25 are not decarbonizing and only consume the quantity of coke necessary to provide the additional heat necessary to maintain the molten metal at the desired temperature or to bring the furnace to operating temperature. when switching on.



   Fig. 2, there is shown the way in which the window 17a can be arranged in a slightly different way from that of FIG. 1. The slot 17a, however, performs the same functions as the slot 17.



   Fig. 3 and 4, there is shown an arrangement which amounts, in fact, to a battery of devices according to FIG.



  1, having a common crucible and a column of coke, fed by two or more combustion chambers and having two or more chimneys,
Fig. 4, there is shown the ion combustion chambers and 10b having the burners 12a and, 12b and the chimneys 13c and 13d. Column: of coke is shown on 16a
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 and the crftusiifc, in lia. Nozzles 2511 and. the taphole 21a p8U'llmt Ctre. '# /; encôn eotimi'3 fi. 1. r-'if ;. 5, no found xepr, ccxtt. a ;; c.xxcctmza; some

 <Desc / Clms Page number 9>

 slightly different, in which the gases exit the chimney on the side of the combustion chamber opposite to the coke column.



  In this case, the combustion chamber is indicated in 10c.



  Fuel, entrained solids and oxygen are introduced through pipe 12c. An additional pipe 12d has been provided through which additional solids can be introduced as desired. The molten metal in chamber 10c flows over sloping hearth 11a, as above, through opening or slot 17b and into crucible 15b. The coke column 16b similarly contains a mass of coke 20 and a nozzle 25b is also provided. The molten iron layer is shown at 18 and the slag layer at 19 and the molten metal can be poured through the taphole 21b.



   In this case, however, the chimney 13e is on the opposite side of the combustion chamber and the combustion products exit through a slit 14a in a direction opposite to that in which the molten metal flows. The applicant has only shown the embodiment of FIG. 5 as a feasible variant, but he prefers the embodiments of figs 1 to 4 inclusive, because the coke column is there more efficiently preheated because of its proximity to the products of combustion.



   In the following claims, the applicant has used the word "oxygen" in the sense that this term includes impure oxygen (which, in the trade, may contain up to 5% nitrogen) and air. enriched with oxygen.



   Claims.

** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.


    

Claims (1)

-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0- EMI9.1 1/ Apprjreil de fusion du fer, caractGrJLsu en ce qu'il :or..r'r .r.ri un';' chnmbrc (le c(Jf1buDt:ton, un brûleur s'ouvrant 1:. ,t..F all)r:riT'G', l7Il rrl0(:11 destine il conduire Lt3 combus- 1,11, - n)b.iL.:, T ;: i;'1.:, It,- IlIir,';l'{Ü de fur r6Jult. ol1traîné, 1.,'; c'.';Ll..t'j 1',tvr,rt,:ur;l Qo lai LIer, uous for'au fJ.n,o- <Desc/Clms Page number 10> ment divisée, à travers ce brûleur, un four du type à bain surmonté d'une chambre à coke enfermée, et une cheminée dans laquelle cette chambre de combustion s'ouvre et servant à évacuer les produits de combustion, et une ouverture s'ou- vrant à la partie inférieure de cette chambre de combustion et par laquelle le fer et le laitier fondus peuvent s'écou- ler dans le four. -0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0-0- EMI9.1 1 / Apprjreil for melting iron, characterized in that it: or..r'r .r.ri a ';' chnmbrc (the c (Jf1buDt: ton, a burner opening 1 :., t..F all) r: riT'G ', l7Il rrl0 (: 11 intended for driving Lt3 combus- 1,11, - n) b .iL.:, T;: i; '1.:, It, - IlIir,'; l '{Ü de fur r6Jult. ol1trained, 1.,'; c '.'; Ll..t'j 1 ' , tvr, rt,: ur; l Qo lai LIer, uous for'au fJ.n, o- <Desc / Clms Page number 10> ment divided, through this burner, an oven of the bath type surmounted by an enclosed coke chamber, and a chimney in which this combustion chamber opens and serving to evacuate the combustion products, and an opening is opened. - opening at the lower part of this combustion chamber and through which the molten iron and slag can flow into the furnace. 2/ Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un dispositif à tuyère est prévu pour introduire l'oxygène dans la chambre à coke en un point tué au-dessus du creuset du four du type à bain. 2 / Structure according to claim 1, characterized in that a nozzle device is provided for introducing oxygen into the coke chamber at a dead point above the crucible of the furnace of the bath type. 3/ Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un moyen est prévu pour pré-chauffer l'oxygène in- troduit dans la chambre à coke. 3 / Structure according to claim 2, characterized in that a means is provided for preheating the oxygen introduced into the coke chamber. 4/ Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ouverture entre la chambre de combustion et la . chambre à coke s'ouvre dans cette dernière à une certaine distance au-dessus du creuset du four du type à bain, grâce à quoi, le fer fondu passe à travers une partie du coke de la chambre à coke. 4 / Structure according to claim 1, characterized in that the opening between the combustion chamber and the. The coke chamber opens into the latter at a distance above the crucible of the bath type furnace, whereby the molten iron passes through part of the coke of the coke chamber. 5/ Appareil servant au but décrit, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de combustion, un brûleur dis- posé au sommet de cette chambre, un moyen destiné à intro- duire un combustible mobile, l'oxygène, le minerai de fer ré- duit et les constituants formateurs de laitier, entraînés, à l'état finement divisé, vers ce brûleur, cette chambre ayant une sole en pente, s'étendant jusqu'à un four du type à bain surmonté d'une chambre à coke enfermée, une ouverture peu haute entre le point le plus bas de cette sole et une paroi de cette chambre- de combustion, ouverture par laquelle le mé- tal et le, laitier fondus peuvent s'écouler sur cotte sole en pente, dans ce four du type à bain, un moyen destiné à intro duire l'oxygène dans cette chambre à coke, 5 / Apparatus serving the purpose described, characterized in that it comprises a combustion chamber, a burner disposed at the top of this chamber, a means intended to introduce a mobile fuel, oxygen, iron ore reduced and the slag-forming constituents entrained, in a finely divided state, towards this burner, this chamber having a sloping hearth, extending to a bath-type furnace surmounted by a coke chamber enclosed, a low opening between the lowest point of this hearth and a wall of this combustion chamber, opening through which the molten metal and slag can flow over sloping chainstays, in this furnace of the bath type, a means intended to introduce oxygen into this coke chamber, et une cheminée voisine de la chambre de combustion et destinée à évacuer las <Desc/Clms Page number 11> produits de la combustion. and a chimney next to the combustion chamber and intended to evacuate the <Desc / Clms Page number 11> combustion products. 6/ Structure selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'un moyen est prévu pour pré-chauffer l'oxygène in- troduit dans la chambre à coke. 6 / Structure according to claim 5, characterized in that a means is provided for preheating the oxygen introduced into the coke chamber. 7/ Appareil servant au but décrit, caractérisé en çe qu'il comprend une chambre de combustion, un brûleur dis- posé au sommet de cette chambre, un moyen destiné à intro- duire un combustible mobile, l'oxygène, et le minerai de fer réduit et les constituants formateurs de laitier, entraînés, sous forme finement divisée, vers ce brûleur, cette chambre ayant une sole en pente et une ouverture peu haute entre le point le plus bas de cette sole de chambre et une paroi de cette chambre, une cheminée pour évacuer les produits de combustion, et un four du type à bain surmonté d'une chambre . 7 / Apparatus serving the purpose described, characterized in that it comprises a combustion chamber, a burner disposed at the top of this chamber, a means intended to introduce a mobile fuel, oxygen, and mineral ore. reduced iron and the slag-forming constituents, entrained, in finely divided form, towards this burner, this chamber having a sloping bottom and a low opening between the lowest point of this chamber bottom and a wall of this chamber, a chimney to evacuate the combustion products, and an oven of the bath type surmounted by a chamber. à coke enfermée, cette sole en pente se poursuivant sous cet- te cheminée jusqu'à ce four, une ouverture peu haute entre cetbe cheminée et ce four avec lequel cette sole en pente communique à son point le plus bas, la chaleur des produits de combustion étant transmise au coke contenu dans cette chambre à coke pour préchauffer le coke, et un moye'1 des- tiné à introduire l'oxygène dans cette chambre à coke. closed, this sloping hearth continuing under this chimney as far as this furnace, a low opening between this chimney and this furnace with which this sloping hearth communicates at its lowest point, the heat of the products of combustion being transmitted to the coke contained in this coke chamber to preheat the coke, and a means for introducing oxygen into this coke chamber. 8/ Structure selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'un moyen est prévu pour pré-chauffer l'oxygène introduit dans la chambre à coke. 8 / Structure according to claim 7, characterized in that a means is provided for pre-heating the oxygen introduced into the coke chamber. 9/ Appareil servant au but décrit, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de combustion, une cheminée, un four du type à bain surmonté d'une chambre à coke enfer- mée, en juxtaposition dans l'ordre indique, une sole en pen- te de cette chambre de combustion s'étendant en pente vers le bas sous la cheminée jusqu'au four, une ouverture peu hau- te entre cotte sole et la paroi séparant cette chambre de combustion et cette cheminée, une seconde ouverture peu haute entre cette sole et la paroi séparant cette cheminée et ce <Desc/Clms Page number 12> four, par laquelle le métal et le laitier fondus peuvent s'é- couler de cette chambre de combustion, sous cette cheminée et dans ce four, 9 / Apparatus serving the purpose described, characterized in that it comprises a combustion chamber, a chimney, an oven of the bath type surmounted by an enclosed coke chamber, in juxtaposition in the order indicated, a sole sloping from this combustion chamber extending sloping downward under the chimney to the furnace, a shallow opening between the bottom and the wall separating this combustion chamber and this chimney, a second opening slightly high between this sole and the wall separating this chimney and this <Desc / Clms Page number 12> furnace, through which molten metal and slag can flow from this combustion chamber, under this chimney and into this furnace, les produits de la combustion passant de cette chambre de combustion dans cette cheminée par l'ouverture nommée en premier lieu, un moyen destiné à alimenter ce co- ke en oxygène, un brûleur au sommet de cette chambre de com- bustion et un moyen destiné à introduire dans ce brûleur un combustible mobile, l'oxygène, et le minerai de fer ré- duit et les constituants formateurs de laitier, entraînés, finement divisés. the products of combustion passing from this combustion chamber into this chimney through the opening named in the first place, a means intended to supply this combustion chamber with oxygen, a burner at the top of this combustion chamber and a means intended introducing into this burner a mobile fuel, oxygen, and the reduced iron ore and slag-forming, entrained, finely divided constituents. 10/ Structure selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'un moyen est prévu pour pré-chauffer l'oxygéné in- troduit dans la chambre à coke. 10 / Structure according to claim 9, characterized in that a means is provided for preheating the oxygen introduced into the coke chamber. 11/ Structure selon la revendication 9, caractérisé' en ce que le four constitue l'élément central de l'appareil et que plusieurs chambres de combustion et cheminées sont radialement disposées par rapport à ce four, grâce à quoi ces chambres alimentent un four commun. 11 / Structure according to claim 9, characterized 'in that the furnace constitutes the central element of the apparatus and that several combustion chambers and chimneys are radially disposed relative to this furnace, whereby these chambers feed a common furnace . 12/ Structure selon la revendication 11, caractéri- sée en ce qu'un moyen est prévu pour pré-chauffer l'oxygène introduit dans la chambre à coke. 12 / Structure according to claim 11, charac- terized in that a means is provided for preheating the oxygen introduced into the coke chamber. 13/ Appareil servant au but décrit, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de combustion, un brûleur dis- posé au sommet de cette chambre, un moyen destiné à intro- duire dans cette chambre un combustible mobile, l'oxygène, et le minerai de fer réduit et des constituants formateurs de laitier, entraînés, finement divisés, cette chambre ayant une sole en pente, un four du type à bain surmonté d'une chambre à coke enfermée, adjacente à cette chambre de combus- tion, un: 13 / Apparatus serving the purpose described, characterized in that it comprises a combustion chamber, a burner disposed at the top of this chamber, a means intended to introduce into this chamber a mobile fuel, oxygen, and the reduced iron ore and slag-forming constituents, entrained, finely divided, this chamber having a sloping hearth, a bath-type furnace surmounted by an enclosed coke chamber, adjacent to this combustion chamber, a : ouverture peu élevée entra cette sole et la paroi séparant cette chambre de combustion et ce four, grâce à quoi le fer et le laitier fondus peuvent s'écouler sur cette sole, depuis cette chambre do combustion, dans ce four, une <Desc/Clms Page number 13> cheminée voisine de cette chambre de combustion, une ouver- ture peu haute entre cette sole et la paroi séparant cette chambre de combustion et cette cheminée, ouverture par la- quelle les produits de combustion peuvent passer, et un moyen destiné à introduire l'oxygène dans cette chambre à coke. low opening entered this hearth and the wall separating this combustion chamber and this furnace, whereby the molten iron and slag can flow on this hearth, from this combustion chamber, into this furnace, a <Desc / Clms Page number 13> chimney adjacent to this combustion chamber, a low opening between this hearth and the wall separating this combustion chamber and this chimney, opening through which the combustion products can pass, and a means intended to introduce oxygen in that coke chamber. 14/ Structure selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'un moyen est prévu pour pré-chauffer l'oxygène in- troduit dans la chambre à coke. 14 / Structure according to claim 13, characterized in that a means is provided for preheating the oxygen introduced into the coke chamber. 15/ Procédé de fusion de fer entraînant un minimum de pertes de fer vers le laitier, caractérisé en ce qu'il com- prend les opérations consistant à entraîner le fer finement divisé dans un combustible mobile, à brûler ce combustible dans une chambre de combustion par un gaz contenant de l'oxy- gène, plus riche en oxygène que l'air, dans des conditions où se trouvent produites des températures d'environ 3000 F et des produits de combustion qui sont réducteurs vis-à-vis du fer, à amener le fer fondu à sortir de cette chambre de com- bustion pour pénétrer dans un creuset collecteur, en traver- sant une masse de matière carbonée sous forme solide, pour abaisser le point de fusion du fer et enrichir le fer en car- bone, et à évacuer les produits de combustion tout en empê- chant leur contact avec cette matière carbonée solide. 15 / A method of smelting iron causing a minimum of iron losses to the slag, characterized in that it comprises the operations consisting in driving the finely divided iron in a mobile fuel, in burning this fuel in a combustion chamber by a gas containing oxygen, richer in oxygen than air, under conditions in which temperatures of around 3000 F and combustion products are produced which are reducing with respect to iron, to bring the molten iron out of this combustion chamber to enter a collecting crucible, passing through a mass of carbonaceous material in solid form, to lower the melting point of the iron and enrich the iron with carbon , and to evacuate the combustion products while preventing their contact with this solid carbonaceous material. 16/ Procédé selon la revendication 15, caractérisé ence que le fer finement divisé est formé en amenant les pro- duits de combustion du combustible mobile à produire une ré- duction fluo-solide du minerai oxydé de fer finement divisé. 16. The method of claim 15, characterized in that the finely divided iron is formed by causing the combustion products of the mobile fuel to produce a fluo-solid reduction of the finely divided oxidized iron ore. 17/ Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consistant à maintenir la température du fer fondu dans le creuset collecteur par la combustion réglée d'une partie de la matière carbonée sous forme solide avec un gaz contenant de l'oxygène,plus riche en oxygène que l'air. @ 17 / A method according to claim 15, characterized in that it comprises the operation of maintaining the temperature of the molten iron in the collecting crucible by the controlled combustion of a portion of the carbonaceous material in solid form with a gas containing oxygen, richer in oxygen than air. @
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