Le présent brevet de perfectionnement
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métaux dans un four à tambour tournant autour d'un axe sensiblement horizontal et possédant, dans ses parois d'extrémités, des ouvertures par lesquelles des ajutages agent d'affinage, immergés sous la surface du bain métallique, sont introduits et les gaz de combustion sont évacuas de l'intérieur du four, selon le brevet principale Dans ce procédé, produits dé combustion ,du carbone.du- bain métallique se dégagent de, ce\dernier sous forme d'oxyde <EMI ID=2.1>
combustion de l'oxyde de carbone pour former du gaz
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d'affinage qui avancent dans 1'espace situé au-dessus du bain métallique par les ouvertures pratiquées dans les parois d'extrémité du four tournant. Dans cette opération, la quantité d'oxygène insufflée avec l'agent supplémentaire
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d'oxygène calculée, parce que l'oxygène insufflé avec l'agent supplémentaire, d'affinage est absorbé en partie par le bain métallique. Toutefois, si la quantité d'oxygène
introduite avec l'agent supplémentaire d'affinage dépasse ' trop fortement la quantité stoechiométrique d'oxygène
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gaz carbonique dans les gaz. évacués.
Il s'est; avéré que le rapport de. la - quantité supplémentaire .
<EMI ID=6.1> très faibles de la profondeur d'enfoncement des ajutages
à agent d'affinage entraînent déjà des variations importantes dans la teneur en oxyde de carboné des gaz évacués. Les ajutages étant fixes, de telles variations de profondeur sont pourtant inévitables, parce que l'espace libre du four n'est pas, dans .la pratique, un corps de rotation coaxial
à l'axe du four. C'est pourquoi la surface du bain monte et descend au cours de la rotation du four. Ces montées et descentes s'accroissent à mesure qu'augmente l'usure du revêtement du four, qui ne se fait pas de façon uniforme*
La fig. 1 des dessins annexés est un diagramme illustrant un exemple de la variation du pourcentage de la teneur en
00 et en 02 des gaz évacués en fonction de la profondeur totale d'immersion d en cm des ajutages. On voit que,dans cet exemple, une variation de la profondeur d'immersion de
14,5 cm à 18 cm environ élève la teneur en 00 des gaz évacués
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l'exemple de réalisation représenté, la teneur en oxygène des gaz évacués.s'élève fortement lorsque la profondeur
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Si l'on veut brûler le plus complètement possible lesgaz dégagés du bain métallique pour obtenir un effet thermique aussi grand que possible sans perte d'oxygène, il est nécessaire de faire en sorte que les ajutages immergés suivent toute variation de la surface du bain,de manière qu'on ait, dans chaque cas,la profondeur d'immersion qui donne la plus faible teneur possible en CO des gaz évacués. La profondeur totale d'immersion qui assure le mieux cet effet correspond
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Il est possible de mesurer en continu la teneur en 00 des gaz d'échappement avec des analyseurs connus travaillant en continu et d'augmenter ou de réduire la profondeur d'immersion des ajutages à agent d'affinage suivant l'indica-
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soit réglée. Toutefois, ce procédé n'est possible que
lorsque les variations de la hauteur du niveau du bain ne
se font pas trop rapidement, parce qu'il s'écoule un certain
laps de temps jusqu'à ce que la variation de la composition
des gaz d'échappement, qui se produit lors des fluctuations de la profondeur d'immersion des ajutages à agent- d'affinage l'endroit de plongée, se soit transmise dans le conduit
des gaz d'échappement jusqu'à l'endroit de mesure de
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On a constaté que des variations de la profondeur d'immersion des ajutages à agent d'affinage produisent pratiquement des fluctuations mesurables instantanées de la pression dans le four à tambour. Cela provient du fait qu'il se produit davantage de 00.lors de l'augmentation de la profondeur
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cette profondeur; on obtient en conséquence, pour une amenée constate de l'oxygène, une plus grande quantité de gaz lorsque la profondeur d'immersion augmente et une plus faible . quantité de gaz lorsque cette profondeur diminue, parce <EMI ID=13.1>
litres de 00, ?Jais, étant donné que l'ouverture de sortie du four à tambour est constante, la pression s'élève dans. le-,
<EMI ID=14.1> Par suite, dans an procédé d'affinage de bains métalliques conforme à l'invention, dans un four à tambour en rotation autour d'un axe sensiblement horizontal et possédant dans ses parois d'extrémité des ouvertures par lesquelles sont introduits des ajutages à agent d'affinage (ajutages primaires) plongeant sous la surface du bain métallique, ainsi que des ajutages supplémentaires à agent .d'affinage
(ajutages secondaires)-pénétrant dans l'espace au-dessus du bain métallique pour la combustion de l'oxyde de carbone dégagé du bain métallique et par lesquelles les gaz de combustion sont évacués de l'intérieur du four, la pression gazeuse correspondant à la teneur désirée en 00 des gaz d'échappement est maintenue au moins sensiblement constante
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de manière que la profondeur d'immersion des ajutages à agent d'affinage soit augmentée lorsqu'on descend au-dessous de cette pression gazeuse et soit réduite lorsqu'on dépasse cette pression gazeuse, jusqu'à ce qu'on obtienne dans le four en tambour la pression gazeuse correspondant à la teneur désirée en CO des gaz d'échappement,
On connaît des transformateurs de mesure électriques pour des pressions gazeuses très faibles qui transforment instantanément les fluctuations de pression de la grandeur se présentant dans ce cas en une impulsion électrique. Un appareil de ce genre est, par exemple, décrit dans la revue
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ment dans le four à tambour, sont transformées dans un transformateur de mesure électrique de ce genre en impulsions ' électriques qui sont converties dans un amplificateur de
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d'entraînement du dispositif de réglage des ajutages à agent d'affinage, de manière que le moteur fasse augmenter la profondeur d'immersion de ces ajutages lorsqu'on descend
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désirée en 00 des gaz d'échappement et réduise cette . profondeur d'immersion des ajutages, lorsqu'on s'élève au-dessus de cette pression gazeuse, jusqu'à ce que la. pression gazeuse correspondant à la teneur désirée en 00 des gaz d'échappement .soit atteinte dans le four à tambour.
Lorsque la pression gazeuse régnant dans le four à tambour est maintenue constante de cette manière, il s'établit
<EMI ID=19.1>
d'échappement et il est sans importance que l'analyseur mesure cette teneur en 00 avec un certain retard dans le temps. Si l'on'désire augmenter la teneur en 00 dans les gaz d'échappement, on règle le transformateur de mesure électrique à une pression théorique supérieure, que celui-ci transmet automatiquement de la manière décrite ci-dessus dans le four à tambour. En réglant la pression théorique
du transformateur de mesure, on peut donc faire varier la teneur en 00 des gaz d'échappement,
Même lorsque la pression gazeuse dans le tambour d'affinage est constante, il peut toujours y avoir certaines -
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par exemple quand l'amenée "J'oxygène varie à la suite de fluctuations de la pression ou de la température de l'agent <EMI ID=21.1>
du -mesure électrique peut donc 'être .
.; également 'nécessaire pour .maintenir une teneur constante en <EMI ID=22.1>
Une forme de 'réalisation de L'objet de l'addition est représentée .schématiquement, titre d'exemple non -limitatif,
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par un analyseur 5 à l'aide d'une sonde 6.
Un conduit 7 refroidi à l'eau est disposé au-dessus de l'ajutage secondaire 4 et sert de sonde pour la mesure de la pression. Un manomètre 0 est monté sur cett� sonde et indique' en continu, pratiquement saris inertie, la pression régnant dans le récipient, ce manomètre étant décrit dans la, revue "Elektronik", 1956, pages 47 à 49. L'écart de la pression dans le récipient par rapport a une valeur théorique réglée est transformé dans ce manomètre en une faible impulsion électrique, qui est amplifiée dans un amplificateur 9. Ce dernier actionne dans son circuit de départ un moteur électrique 10 qui contrôle la profondeur d'immersion de l'ajutage primaire par l'intermédiaire d'un mécanisme de renvoi 11 et d'une crémaillère 12.
Lorsque la pression qui est lue sur le manomètre 8 dépasse à présent la valeur théorique réglée, une tension différentielle positive, dont la grandeur est proportionnelle-à l'écart par rapport à la valeur théorique, est appliquée à
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1' ajutage suivant une valeur théorique réglée d'une façon quelconque de la pression, on obtient; bien une teneur constante en 00 dans le gaz d'échappement, mais non pas nécessairement la valeur désirée. Pour obtenir que la <EMI ID=26.1>
la tension provenant du manomètre 8. Cette tension de correction supplémentaire agit précisément comme si on avait fait varier la valeur théorique de la pression dans le sens
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pression oscille à présent non plus autour de la valeur théorique réglée, mais autour d'une valeur supérieure ou
<EMI ID=28.1>
est supérieure ou inférieure à la teneur désirée. La teneur en CO correcte se règle à présent d'une façon progressive, mais l'impulsion de correction émise par l'analyseur 5 disparaît et l'ancienne valeur théorique de la pression devient de nouveau efficace, cette valeur ne correspondant
<EMI ID=29.1>
ci-dessus. Pour empêcher cela, on intercale supplémentairement, entre l'analyseur 5 et l'amplificateur 9, un appareil intégrateur 13 qui accumule les écarts de la teneur en CO par rapport à la valeur désirée et les transmet à l'amplificateur. Cette accumulation peut se faire d'une manière simple du fait que l'impulsion contrôle la vitesse
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tension de façon que la tension de sortie ( secondaire) soit
<EMI ID=31.1> <EMI ID=32.1>
valeur théorique réglée de la pression s'établit effectivement dans le tambour 2. La teneur en 00 dans le gaz d'échappement est à présent déjà constante" elle s"élève
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l'amplificateur 9 sous la forme d'une impulsion électrique et fait varier par suite la valeur théorique de la pression vers des valeurs plus faibles. En même temps, l'élément d'intégration 13 fonctionne et sa tension de départ augmente d'autant plus que la valeur incorrecte de 00 est plus grande, Son signal de tension agit également de façon que la valeur théorique de la.pression soit réduite. Le manomètre 8 fonctionnant sans inertie élève maintenant l'ajutage 3 dans une légère mesure, de sorte que la pression qui s'établit correspond à la nouvelle valeur théorique. La teneur en 00 dans le gaz d'échappement devient maintenant également plus faible et la tension différentielle entre la valeur désirée en 00 et la valeur effective disparaît progressivement. La'
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l'élément d'intégration n'avait pas agit dans le sens désiré pour que la valeur théorique de la pression subisse une variation constante, Diverses modifications peuvent d'ailleurs être apportées
à la forme de réalisation, représentée et décrite en détail, sans sortir du cadre de l'invention.
This improvement patent
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metals in a drum furnace rotating about a substantially horizontal axis and having, in its end walls, openings through which fining agent nozzles, submerged under the surface of the metal bath, are introduced and the combustion gases are evacuated from inside the furnace, according to the main patent In this process, combustion products, carbon. a metal bath are released from, the latter in the form of oxide <EMI ID = 2.1>
burning carbon monoxide to form gas
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refiners which advance into the space above the metal bath through the openings in the end walls of the rotary kiln. In this operation, the amount of oxygen blown with the additional agent
<EMI ID = 4.1>
calculated oxygen, because the oxygen blown in with the additional refining agent is partly absorbed by the metal bath. However, if the amount of oxygen
introduced with the additional refining agent too greatly exceeds the stoichiometric amount of oxygen
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carbon dioxide in gases. evacuated.
They are; turned out that the report of. the - additional quantity.
<EMI ID = 6.1> very low of the insertion depth of the nozzles
refining agent already lead to significant variations in the carbon dioxide content of the exhaust gases. As the nozzles are fixed, such variations in depth are however inevitable, because the free space of the furnace is not, in practice, a coaxial rotating body.
to the axis of the furnace. This is why the surface of the bath rises and falls during the rotation of the furnace. These climbs and descents increase as the wear of the oven lining increases, which does not occur evenly *
Fig. 1 of the accompanying drawings is a diagram illustrating an example of the variation in the percentage of the content of
00 and 02 of the gases evacuated as a function of the total immersion depth d in cm of the nozzles. It can be seen that, in this example, a variation of the immersion depth of
14.5 cm to about 18 cm increases the 00 content of the exhaust gases
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the embodiment shown, the oxygen content of the evacuated gas rises sharply when the depth
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If we want to burn as completely as possible the gases released from the metal bath to obtain a thermal effect as large as possible without loss of oxygen, it is necessary to ensure that the submerged nozzles follow any variation in the surface of the bath, so that in each case there is the depth of immersion which gives the lowest possible CO content of the evacuated gases. The total immersion depth that best ensures this effect corresponds
<EMI ID = 9.1>
It is possible to continuously measure the 00 content of the exhaust gases with known analyzers working continuously and to increase or reduce the immersion depth of the refining agent nozzles as indicated.
<EMI ID = 10.1>
is settled. However, this process is only possible
when variations in the height of the bath level do not
do not happen too quickly, because there is a certain
time until the change in composition
exhaust gas, which occurs during fluctuations in the immersion depth of the refiner nozzles - the dive site, has passed through the duct
exhaust gases to the measuring point of
<EMI ID = 11.1>
It has been found that variations in the depth of immersion of the refining agent nozzles produce virtually instantaneous measurable fluctuations in the pressure in the drum kiln. This is because more 00 occurs when increasing the depth
<EMI ID = 12.1>
this depth; consequently, for a supply of oxygen, a greater quantity of gas is obtained when the depth of immersion increases and a lower one. quantity of gas when this depth decreases, because <EMI ID = 13.1>
liters of 00,? Jet, since the outlet opening of the drum kiln is constant, the pressure rises in. the-,
<EMI ID = 14.1> Consequently, in a process for refining metal baths according to the invention, in a drum furnace rotating about a substantially horizontal axis and having in its end walls openings through which are introduced refining agent nozzles (primary nozzles) dipping below the surface of the metal bath, as well as additional refining agent nozzles.
(secondary nozzles) -penetrating into the space above the metal bath for the combustion of the carbon monoxide released from the metal bath and through which the combustion gases are discharged from the interior of the furnace, the gas pressure corresponding to the desired 00 content of the exhaust gases is kept at least substantially constant
<EMI ID = 15.1>
so that the immersion depth of the refining agent nozzles is increased when one goes below this gas pressure and is reduced when one exceeds this gas pressure, until one obtains in the furnace in drum the gas pressure corresponding to the desired CO content of the exhaust gases,
Electrical measurement transformers are known for very low gas pressures which instantly transform the pressure fluctuations of the quantity occurring in this case into an electrical pulse. An apparatus of this kind is, for example, described in the review
<EMI ID = 16.1>
in the drum furnace, are converted in an electrical measuring transformer of this kind into electrical pulses which are converted in a signal amplifier.
<EMI ID = 17.1>
drive of the adjuster of the fining agent nozzles, so that the motor increases the immersion depth of these nozzles when descending
<EMI ID = 18.1>
desired in 00 exhaust and reduce this. depth of immersion of the nozzles, when rising above this gas pressure, until the. gas pressure corresponding to the desired content of 00 in the exhaust gases. is reached in the drum furnace.
When the gas pressure prevailing in the drum furnace is kept constant in this way, it is established
<EMI ID = 19.1>
exhaust and it is irrelevant that the analyzer measures this 00 content with a certain delay in time. If it is desired to increase the content of 00 in the exhaust gases, the electrical measuring transformer is set to a higher theoretical pressure, which the latter automatically transmits in the manner described above into the drum furnace. By adjusting the theoretical pressure
of the measuring transformer, it is therefore possible to vary the 00 content of the exhaust gases,
Even when the gas pressure in the refining drum is constant, there can still be some -
<EMI ID = 20.1>
for example when the supply "I oxygen varies as a result of fluctuations in the pressure or temperature of the agent <EMI ID = 21.1>
electrical measurement can therefore be.
.; also 'necessary to maintain a constant content of <EMI ID = 22.1>
An embodiment of the object of the addition is shown schematically, by way of non-limiting example,
<EMI ID = 23.1>
<EMI ID = 24.1>
by an analyzer 5 using a probe 6.
A water-cooled pipe 7 is arranged above the secondary nozzle 4 and serves as a probe for measuring the pressure. A pressure gauge 0 is mounted on this � probe and indicates' continuously, practically without inertia, the pressure prevailing in the container, this manometer being described in the, review "Elektronik", 1956, pages 47 to 49. The difference of the pressure in the container with respect to a The set theoretical value is transformed in this manometer into a weak electrical pulse, which is amplified in an amplifier 9. The latter actuates in its starting circuit an electric motor 10 which controls the immersion depth of the primary nozzle via a return mechanism 11 and a rack 12.
When the pressure which is read on the manometer 8 now exceeds the set theoretical value, a positive differential voltage, the magnitude of which is proportional to the deviation from the theoretical value, is applied to
<EMI ID = 25.1>
The nozzle according to a theoretical value regulated in any way of the pressure, one obtains; well a constant 00 content in the exhaust gas, but not necessarily the desired value. To get the <EMI ID = 26.1>
the tension coming from the pressure gauge 8. This additional correction tension acts precisely as if the theoretical value of the pressure had been varied in the direction
<EMI ID = 27.1>
pressure now no longer oscillates around the set theoretical value, but around a higher value or
<EMI ID = 28.1>
is greater or less than the desired content. The correct CO content is now gradually adjusted, but the correction pulse emitted by analyzer 5 disappears and the old theoretical pressure value becomes effective again, this value not corresponding
<EMI ID = 29.1>
above. To prevent this, there is additionally interposed between the analyzer 5 and the amplifier 9, an integrating device 13 which accumulates the deviations of the CO content from the desired value and transmits them to the amplifier. This accumulation can be done in a simple way because the impulse controls the speed
<EMI ID = 30.1>
voltage so that the output (secondary) voltage is
<EMI ID = 31.1> <EMI ID = 32.1>
The set theoretical pressure value is effectively established in drum 2. The 00 content in the exhaust gas is now already constant "it is rising"
<EMI ID = 33.1>
amplifier 9 in the form of an electric pulse and consequently varies the theoretical value of the pressure towards lower values. At the same time, the integrating element 13 operates, and its starting voltage increases the greater the larger the incorrect value of 00, its voltage signal also acts so that the theoretical value of the pressure is reduced. . The manometer 8 operating without inertia now raises the nozzle 3 slightly, so that the pressure which is established corresponds to the new theoretical value. The 00 content in the exhaust gas now also becomes lower and the differential voltage between the desired value in 00 and the actual value gradually disappears. The'
<EMI ID = 34.1>
the integration element had not acted in the desired direction so that the theoretical value of the pressure undergoes a constant variation, Various modifications can also be made
to the embodiment, shown and described in detail, without departing from the scope of the invention.