Procédé pour la fabrication de fer carburé en partant de fer ou d'acier à l'état divisé, et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention comprend un procédé pour la fabrication de fer carburé en partant de fer ou d'acier à l'état divisé (déchets de toute nature, résidus de travail du fer, fausses coupes, chutes, copeaux, tournures, fer neuf en éponges etc.), et une installation pour la ]Irise cri aeuvre de ce procédé.
Suivant ce procédé oii fond ce fer ou acier sur la sole d'un four chauffé par une flamme rie contenant pratiquement pas d'acide carbonique, et oir ajoute au bain de métal en fusion, le charbon nécessaire pour produire la carburation. La flamme peut être obtenue par la combustion de charbon pulvérisé dans de l'air chaud,
les proportions d'air et de charbon étant déterminées de façon que la combustion de ce dernier ire donne pratique ment qu'une flamme d'oxyde de carbone qui produit la fusion des déchets sans carburer ni brûler le métal. Le présent procédé peut donc être employé tout particulièrement avec avantage au traitement des tournures de fer ou d'acier par exemple, lesquelles sont très combustibles du fait de leur division et de la grande surface qu'elles offrent à l'action des gaz du foyer.
On peut également employer un combus tible liquide pulvérisé; dans ce cas, les pro portions de ce dernier et de l'air surchauffé sont déterminées de telle manière que la combustion rie fournisse pratiquement que de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène.
Le présent procédé peut être appliqué à la fabrication d'aciers spéciaux et de fonte. Dans le cas de la fabrication d'aciers spéciaux, les métaux qui doivent être alliés air fer, tels que tungstène, molybdène, chrome, etc., sont ajoutés, en outre du charbon, dans le bain de fer ci) fusion.
Pour la fabrication de la fonte, on aug mente la proportion de charbon ajouté au fer en fusion, de manière à obtenir le degré de carburation correspondant au genre de fonte désiré; lorsqu'il s'agira de fabriquer des fontes spéciales, on pourra ajouter au bain de fer en fusion, avec le charbon; les éléments spé ciaux que doivent contenir ces fontes, tels que silicium, manganèse; phosphore, etc., les proportions de ces éléments étant déterminées selon la nature de la fonte à obtenir.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution d'une installation pour la mise en couvre du procédé.
L'appareil représenté par la fig. 1 com porte un four à réverbère cl relié à l'avant et à l'arrière, au moyen de carneaux<I>l., in,</I> bien isolés contre le rayonnement, à des chambres de récupération de chaleur n o, partiellement remplies de briques réfractaires.
Des tuyères d'alimentation e e' débouchent aux deux extrémités du four et injectent alternativement dans ce dernier du charbon, distribué par une vis à vitesse réglable et entraîné par un léger courant d'air, chaud de préférence.
Les gaz de combustion du four c' sont éliminés à leur sortie des chambres de récupé ration de chaleur<I>)a o</I> par les conduits p <I>q,</I> lesquels aboutissent à titi conduit commun r et sont alternativement ouverts et fermés au moyen des registres pl q'.
Dans ces conduits<I>p q</I> débouchent, à pro ximité des chambres de récupération, des conduits d'amenée d'air s t, reliés à des ven tilateurs, et alternativement ouverts et fermés au moyen de registres s'<B><I>il.</I></B>
Le fonctionnement de cet l'appareil est le suivant: Les registres pl et t' étant fermés et les registres s' et q' étant ouverts, l'air amené par le conduit s traverse la chambre de ré cupération 7a et se rend ait four cl. On allume sur la sole de ce dernier un feu de bois, puis le charbon fin est injecté par la tuyère e dans la proportion voulue pour pro duire de l'oxyde de carbone; ce dernier s'en flamme rapidement et la température du four s'élève. Les gaz de combustion traversent la chambre de récupération o, à laquelle ils abandonnent leur chaleur, et sont éliminés par le conduit q et le conduit r.
Au bout d'une Heure environ, lorsque les briques de la chambre o commencent à rou gir, on renverse le courant des gaz cri fermant les registres s' q' et en ouvrant les registres <I>il</I> P'. Le charbon fin est alors injecté par la tuyère e'. La combustion de ce charbon dans le four c' devient plus vive puisqu'elle se fait avec de l'air chaud. La chambre de récupé- ration n s'échauffe alors pendant que la chambre o se refroidit.
On renverse ainsi alternativement ait bout d'titr certain temps le sens du courant gazeux, de façon à réduire, comme on le désire, les variations de température de l'air d'alimen tation.
Lorsque le four c' est porté à la tempé rature voulue, on introduit sur la sole de ce four, soit par la porte, soit par les trous de chargement u, les déchets de fer ou d'acier qui entrent en fusion. On ajoute alors ait métal en fusion le charbon nécessaire pour produire la carburation. Pour l'obtention de foutes spéciales, on ajoute avec le charbon les éléments spéciaux nécessaires. Finalement, on fait la coulée et on recharge le four.
Les gaz produits par le four se composent d'oxyde de carbone et d'azote et ont une grande valeur comme combustible.
L'oxyde de carbone sortant par le conduit r petit servir à tout usage approprié.
Le présent procédé petit également être réalisé au moyen d'uit appareil comprenant, comme le montre la fig 2, deux fours c c' juxtaposés, communiquant entre eux à l'une de leurs extrémités par (nie ouverture ir, et munis uliacun à leur autre extrémité d'une tuyère e el par laquelle peuvent être injectés le charbon fin et l'air, et d'tirr conduit<I>h, h'</I> pour la sortie des gaz de combustion;
des registres x x1 permettent d'ouvrir et de fer mer alternativement les conduits de sortie h hl, et de renverser ainsi le sens de la marche des gaz, en alternant l'arrivée de charbon fin, de façon à obtenir une circulation méthodique des gaz.
Les gaz qui s'échappent alternativement par les conduits h. hl sont dirigés dans des récupérateurs de chaleur non représentés sur le dessin, destinés ait- chauffage de l'air pro- diii#ant la coniliustion.
<B>lia,</B> fig. 3 montre un autre mode de réalisa tion comprenant quatre fours c c' c' c3, coin- miiniquaiit successivement entre eux par des inivertures rc rr' rc= ?c3,
et munis chacun d'une tuyère e<I>e' el</I> e3 et d'un conduit d'é- vacuation des gaz de combustion<I>la</I> 7a1 h h3. Par la manaeuvre de registres convenablement disposés<I>x x'</I> x= .z3 et<I>y ,y'</I> yz y', on pourra faire passer les gaz méthodiquement _ d'un four à l'autre,
en faisant arriver le charbon fin successivement par les tuyères<I>e e'</I> e - e3 et en chargeant les déchets sur la sole dont on vient d'extraire le métal fondu.
Les gaz qui s'échappent successivement par les conduits d'évacuation lz h.' la\-' h.3 sont dirigés dans des récupérateurs de chaleur, trou représentés sur le<B>dessin,</B> destinés au chauffage de l'air produisant la combustion.
Process for the production of carburized iron starting from iron or steel in the divided state, and installation for carrying out this process. The invention comprises a process for the production of carburized iron starting from iron or steel in the divided state (waste of any kind, iron working residues, false cuts, scraps, shavings, turnings, new iron in sponges etc.), and an installation for the operation of this process.
According to this process where this iron or steel is melted on the bottom of a furnace heated by a flame containing practically no carbonic acid, and oir adds to the bath of molten metal, the carbon necessary to produce the carburization. The flame can be obtained by the combustion of pulverized coal in hot air,
the proportions of air and of carbon being determined so that the combustion of the latter gives practically a flame of carbon monoxide which produces the fusion of the waste without fueling or burning the metal. The present process can therefore be used with particular advantage in the treatment of iron or steel turnings, for example, which are very combustible due to their division and the large surface which they offer to the action of the gases from the furnace. .
It is also possible to use a pulverized liquid fuel; in this case, the proportions of the latter and of the superheated air are determined in such a way that the combustion yields practically only carbon monoxide and hydrogen.
The present process can be applied to the manufacture of special steels and cast iron. In the case of the manufacture of special steels, metals which are to be alloyed with air and iron, such as tungsten, molybdenum, chromium, etc., are added, in addition to carbon, in the iron bath (ci) fusion.
For the manufacture of cast iron, the proportion of charcoal added to the molten iron is increased, so as to obtain the degree of carburization corresponding to the type of cast iron desired; when it comes to manufacturing special cast irons, it is possible to add molten iron to the bath, along with the coal; the special elements which these cast irons must contain, such as silicon, manganese; phosphorus, etc., the proportions of these elements being determined according to the nature of the melt to be obtained.
The appended drawing represents, by way of example, three embodiments of an installation for the implementation of the process.
The apparatus represented by FIG. 1 com carries a reverberatory oven key connected at the front and at the back, by means of flues <I> l., In, </I> well insulated against radiation, to heat recovery chambers no, partially filled with refractory bricks.
Feed nozzles e e 'open at both ends of the furnace and inject alternately into the latter charcoal, distributed by a screw at adjustable speed and driven by a slight current of air, preferably hot.
The combustion gases from the furnace c 'are eliminated at their exit from the heat recovery chambers <I>) ao </I> by the ducts p <I> q, </I> which end in titi common duct r and are alternately opened and closed by means of the registers pl q '.
Into these <I> pq </I> ducts open, near the recovery chambers, air supply ducts st, connected to fans, and alternately opened and closed by means of registers s' <B > <I> there. </I> </B>
The operation of this device is as follows: The registers pl and t 'being closed and the registers s' and q' being open, the air supplied by the duct s passes through the recovery chamber 7a and goes to the oven cl. A wood fire is lit on the sole of the latter, then the fine charcoal is injected through the nozzle e in the proportion required to produce carbon monoxide; the latter quickly ignites and the oven temperature rises. The combustion gases pass through the recovery chamber o, to which they give up their heat, and are eliminated through the duct q and the duct r.
After about an hour, when the bricks in chamber o begin to red, the flow of cry gases is reversed, closing the s' q 'registers and opening the <I> il </I> P' registers. The fine carbon is then injected through the nozzle e '. The combustion of this coal in the furnace becomes more lively since it is done with hot air. The recovery chamber n then heats up while the chamber o cools.
The direction of the gas current is thus alternately reversed after a certain time, so as to reduce, as desired, the variations in temperature of the supply air.
When the furnace c 'is brought to the desired temperature, is introduced on the bottom of this furnace, either through the door or through the loading holes u, the iron or steel scrap which becomes molten. The coal necessary to produce the carburization is then added to the molten metal. To obtain special cakes, the necessary special elements are added with the charcoal. Finally, we pour and reload the oven.
The gases produced by the furnace consist of carbon monoxide and nitrogen and are of great value as fuel.
The carbon monoxide exiting through the small duct serves any appropriate purpose.
The present process can also be carried out by means of a device comprising, as shown in fig 2, two juxtaposed cc 'ovens, communicating with each other at one of their ends by (nie opening ir, and provided uliacun at their other end of an e el nozzle through which the fine coal and air can be injected, and irrigated pipe <I> h, h '</I> for the outlet of the combustion gases;
registers x x1 allow the outlet ducts h hl to be opened and closed alternately, and thus reverse the direction of the gas flow, alternating the arrival of fine coal, so as to obtain a methodical circulation of the gases .
The gases which escape alternately through the conduits h. hl are directed into heat recuperators not shown in the drawing, intended for a- heating of the air producing coniliustion.
<B> lia, </B> fig. 3 shows another embodiment comprising four ovens c c 'c' c3, successively coinminiquaiit between them by inivertures rc rr 'rc =? C3,
and each fitted with a nozzle e <I> e 'el </I> e3 and a combustion gas discharge pipe <I> la </I> 7a1 h h3. By operating registers suitably arranged <I> x x '</I> x = .z3 and <I> y, y' </I> yz y ', the gases will be able to pass methodically _ from one furnace to the other,
by making the fine coal arrive successively through the <I> e e '</I> e - e3 nozzles and loading the waste onto the hearth from which the molten metal has just been extracted.
The gases which escape successively through the discharge ducts lz h. ' la \ - 'h.3 are directed into heat recuperators, hole shown in the <B> drawing, </B> intended for heating the air producing combustion.