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" Perfectionnements dans la bessemérisation de mattes on de matières contenant da nickel ".
Cette invention concerne la bessemérisation des mattes contenant da nickel, dans le bat de les désalfarer et de les désoxyder, poar prodaire da nickel métallique oa an alliage contenant da nickel. L'invention concerne en parti- calierle soufflage des mattes de nickel et des mattes de nickel-cuivre,telles qae les mattes de " métal Monel ".
On connaît l'oeuvre réalisée par Otto Lellep dans cet- te technique et quelques ânes de ses inventions sont dé- crites et revendiques dans le brevet belge n 335.267 da 24 Jaillet 1926. Mais comme le procédé de Lellep envisage la production du nickel métalliqae à partir des mattes de nickel, il nécessite des températures tellement élevées que les garnitares intérieares des convertisseurs sont fortement attaques. On a découvert an procédé perfection- né de bessemérisation des mattes contenant du nickel et ce procédé présente par rapport aux procédés comme celai de Lellep,
des avantages qai permettent notamment d'effec- tuer la désalfaration et la désoxydation par soufflage en an temps plas court et d'atiliser pour les garnitures inté- rieures des convertisseurs, des matières réfractaires moins
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codteuses. Dans ce procédé les garnitures intérieures du convertisseur sont moins cher et durent plus longtemps ce qai réduit notablement le prix de revient du procédé.
Dans la 'forme d'exécution préférée de ce procédé,la mette de nickel ou mette contenant da nickel, telle que métal
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la matte da. JI:t""1r Monel , est chargée dans le convertis- sear soas forme de morceaux ou de corps de broyage. Cette matte est fondue dans le four convertisseur de préférence
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à l'aide de br&laars à gaz surpressé et la.température de la matte fonclae est élevée vers environ 2500*F. Tendant ce temps, il n'y a de préférence pas de soufflage.
Dans cette phase, la matte fondue contient ordinairement 18 % à 20 % de soufre. lorsque la température de la matte fondue a été éle-
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vée vers environ 2400 à 3700 F. et de préférence entre 24500 et 26500 F., on envoie dans le bain ou aa contact, de celui-ci. de la vapeur sarchauff ée , à laquelle se trou- ve mélangé de préférence une proportion relativement faible d'air. Le mélange préféré comprend en volâmes, environ 90 % de vapear et environ 10 % d'air.
Ce mélange est
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soufflé au travers des tuyères et le convertisseur est 'basca. dans la position du soufflage. dans laqaelle le courant de vapeur surchauffée ou de vapeur surchauffée et d'air, passe de préférence dire,,-tement aa travers de la matte fondas, Les br&lears se projetant dans le convertis- sear aa dessus da bain sont alors réglés de façon à main- tenir la température du bain entre 3450 F. et 265Q F. environ. De préférence, on prend tous les quinze à vingt minutes des échantillons da four pendant le souffiage,pour déterminer la teneur en soufre eten trouver le taux de rédaction.
Le soufflage à la vapear et à l'air est conti-
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na4 dans ces limites de température, jusqu'à ce que les @@@@ échantillons montrent que la teneur en soufre de la
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masse fondue est descendue jasgatà environ 2 à 4 %. Ceci
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constitue la première phase du procédé.
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Dans la phase suivante, les br7..ears sont réglés pour élever la température de 2700 à 99000 et de préfé- rence aux environs de 2750 à 28500 F. et l'on ne soaffle plus dans le bain que de la vapeur sarehauffée seule, jtsqra à ce que le soafro soit pratiquement éliminé. on pa-ot seassurer de ceci en échantillonnant les gaz dégagés, 1 absence complète d'anhydride sulfureux dans ces gaz étant le signe évident de la désulfuration complète.
pendant cette seconde phase d'élimination da soafre l'air est
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supprimé dans le ooargnt de soufflage , de manière à empêcher sa réaction avec le métal des oxydes métalliques au lieu de sa réaction avec le soufre da 'bain. Tendant cet- te seconde période de soufflage, la teneur en soufre de
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la masse fondas est réduite de préférence à parbàr de 4 oa 2 % poar descendre à des limitas allant de 0,005 à 0,02 %.
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à la fin de la seconde phase, le bain contient d'hëbi- tzd an pea d'oxygène sous forme deodse Cet ogygène peat être rédait on être complètement éliminé da métal, par cavelage, par l'usage diane flamme rédactrice,par da carbone, oa par n'importe quel autre agent de rédaction approprié, tel qae le magnésium, le manganèse, le silicium le calcium, le boreo etc., la désoxydation de la charge
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peat t 1'13 effectuée soit dans le convertissecr oa foar de désalfaration, oa dans un second fout oa dans une po- che, ou n'importe quel récipient appropria.
Le procédé ci-dessus demande beaucoup moins de temps que le procédé de Lallep et il y a bien moins d'effet de corrosion sar la garniture réfractaire. On peut utiliser poar la garniture de la matière réfractaire ordinaire de prix moyen. La matte da métal Monel et les mattes de sul- fure de nickel, sont très corrosives vis à vis des matiè-
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res ré frac ta ires aux températures aàpàrieures à 86500 F. mais nont queun faible effet destructif jasqaQà cette
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température.
Lorsque le soufre a été rédait jüsqa' aa en- virons de 2 4 à l'action corrosive est grandement éli- minée. De cette façon, en soufflant µ. une température plus basse poar la première partie da soufflage et jasqa'à ce que le soufre soit notablement réduit, l'effet de corro-
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sion peat être grandement éliminé, en permettant Itusage d'un réfractaire de prix moyen, qui donne an nombre rela- tivement grand de chalears.
La première phase du soufflage peat être exécatée
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en faisant usage de vapeur surchaaffée seule, cette va- pear se troavant de préférence à une température allant de 8000 F à 120Q F., mais l'asage d'an certain poarcenta- ge d'air dans cette phase, favorise la rapidité de l'éli- mination da soufre et n'exerce aucune influence nuisible sur le métal. Entre les limites de température plas basses, le mélange vapear-air, réagit plus vite avec les sulfures que la vapear seule, quoique l'on puisse utiliser de la vapear seule. Maie pendant la dernière phase da soufflage, l'air doit être absolument éliminé.
Lorsqu'on souffle des
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mattes de métal Monel (nickel-cuivre), la tenëratare de la première phase peut être un pea pins basse que celle poar les mattes de nickel.
L'an des produits de la réaction est l'hydrogène sal- fard et l'opération sera d'autant meilleure, qae de gaz sera mieux élimine de la zone de réaction dans laquelle il est formé. L'air favorise l'évacuation et la combustion
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de 1,'hydrogéne sulfuré à mesure qu'il se forme. La combos- tion de l'hydrogène salfard avec l'air donne probablement de l'anhydride sulfureux et de la vapear d'eau. Cette va- peur d'asa-aetive (naissante) générée par l'oxydation da R 2 S , sert également à décomposer des quantités addition- nelles de salfare et réduit le temps du soufflage.
Des formes spéciales de convertisseurs peavent aider dans la rédaction ou supprimer la nécessité de l'air et
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spécialement ceux qai permettent l'évscnation rapide de
H2S. la vapeur est de préférence surchauffée aax environs de 1000 F. avant son soufflage dans le bain. Pourvu qae la température da bain soit maintenue an pea au-dessous de
26500 F., il y a lieu de croire qaa la élimination da son- fre est directement proportionnelle à la quantité de gaz de désulfuration qai passe oa est soufflé aa- travers de la matière fondue.
Au liea d'utiliser des brûleurs tels que des brâlears à gaz natarel comprime, au-dessus da niveau da bain dans le convertisseur, pour fondre et préchauffer la charge, avant le soufflage et poar élever la température dans la seconde phase, l'opération peat être effectue dans an four électrique approprié,, à arc, à résistance ou à induc- tion, pourvu de tuyères. Dans ce cas, le courant électri- qae peat fournir la chaleur additionnelle poar obtenir les températures initiales et finales désirées on bien, l'on peut utiliser n'imports quel moyen poar additionner des unités de chaleur, suivant que 1 on désire.
Par exemple, une matière combustible peut être mé- langée avec le ooarant soufflé d'air et de vapear, ana quantité d'air suffisante étant employée pour brûler le combustible et ce combustible étant évidemment réglé pour maintenir la températare désirée de la première phase et aussi celle de la seconde phase.
Las limites de température ci-dessus données peuvent Être variées;, la composition du gaz de désulfuration peut être modifiée, différentes types de four paavent âtre uti- lisés, 1 opération peat être effectués avec n'importe quelle matte contenant du nickel et d'antres modifications peuvent être faites sans que l'on s'écarte de la présente invention.
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"Improvements in the bessemerization of mattes or materials containing nickel".
This invention relates to the bessemerization of mattes containing nickel, in the bat to deal with them and deoxidize them, for producing metallic nickel or an alloy containing nickel. The invention relates in particular to the blowing of nickel mattes and nickel-copper mattes, such as "Monel metal" mattes.
We know the work carried out by Otto Lellep in this technique and some donkeys of his inventions are described and claimed in Belgian patent no. 335,267 da 24 Jaillet 1926. But as Lellep's process envisages the production of nickel metalliqae at From nickel mattes, it requires such high temperatures that the internal fittings of the converters are severely attacked. An improved process for the bessemerization of nickel-containing mattes has been discovered and this process presents compared to processes such as that of Lellep,
qai advantages make it possible in particular to carry out the dealfaration and deoxidation by blowing in a short time and to use for the internal linings of the converters, less refractory materials.
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coders. In this process, the interior fittings of the converter are less expensive and last longer, which significantly reduces the cost of the process.
In the preferred embodiment of this method, the nickel mette or mette containing nickel, such as metal.
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la matte da. JI: t "" 1r Monel, is loaded into the convert- sear soas form of pieces or grinding body. This matte is preferably melted in the converter oven
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using high pressure gas burners and the temperature of the melt is raised to about 2500 ° F. During this time, there is preferably no blowing.
In this phase, the molten mat usually contains 18% to 20% sulfur. when the temperature of the molten matte has been
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vée around 2400 to 3700 F. and preferably between 24500 and 26500 F., one sends in the bath or aa contact, of this one. superheated steam, preferably mixed with a relatively small proportion of air. The preferred mixture comprises, by volume, about 90% vapear and about 10% air.
This mixture is
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blown through the nozzles and the converter is' basca. in the blowing position. in which the stream of superheated steam or superheated steam and air, preferably passes through molten matte, The bristles projecting into the converter above the bath are then adjusted so as to keep the bath temperature between 3450 F. and 265 ° F. approximately. Preferably, samples of the furnace are taken every fifteen to twenty minutes during the blowing to determine the sulfur content and to find the drafting rate.
Vapor and air blowing is continuous
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na4 within these temperature limits, until samples show that the sulfur content of the
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melt is descended jasgatà about 2 to 4%. This
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constitutes the first phase of the process.
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In the next phase, the br7..ears are adjusted to raise the temperature from 2700 to 99000 and preferably around 2750 to 28500 F. and one does not soaffle any more in the bath than only unheated steam, jtsqra that soafro is practically eliminated. this is checked by sampling the evolved gases, the complete absence of sulfur dioxide in these gases being the obvious sign of complete desulfurization.
during this second phase of soafre elimination the air is
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suppressed in the blowing ooargnt, so as to prevent its reaction with the metal of the metal oxides instead of its reaction with the sulfur in the bath. During this second blowing period, the sulfur content of
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the melt mass is preferably reduced to parbàr from 4 to 2% in order to go down to limits ranging from 0.005 to 0.02%.
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at the end of the second phase, the bath contains hebi- tzd an pea of oxygen in the form of sodium This oxygen can be reduced or be completely eliminated from metal, by caving, by the use of the drafting flame, by carbon , oa by any other suitable drafting agent, such as magnesium, manganese, silicon, calcium, boreo etc., deoxidation of the filler
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peat t 1'13 carried out either in the convertecr oa desalfaration foar, or in a second fout or in a pouch, or any suitable container.
The above process is much less time consuming than the Lallep process and there is much less corrosion effect on the refractory lining. Ordinary mid-priced refractory material can be used for the lining. Monel metal matte and nickel sulphide mattes are very corrosive to materials.
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res frac ta ires at temperatures above 86,500 F. but have no weak destructive effect at this time.
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temperature.
When the sulfur has been reduced to about 2 4, the corrosive action is greatly eliminated. In this way, by blowing µ. a lower temperature for the first part of the blowing and so that the sulfur is significantly reduced, the corro-
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This can be largely eliminated, allowing the use of a mid-priced refractory, which yields a relatively large number of chalears.
The first phase of blowing can be carried out
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by making use of superheated steam alone, this va- pear is preferably at a temperature ranging from 8000 F to 120Q F., but the intake of a certain percentage of air in this phase favors the rapidity of removal of sulfur and exert no detrimental influence on the metal. Between lower temperature limits, the vapear-air mixture reacts faster with sulphides than vapear alone, although vapear alone can be used. But during the last phase of blowing, the air must be absolutely eliminated.
When we blow
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Monel metal mattes (nickel-copper), the teneratare of the first phase can be a lower skin than that for nickel mattes.
The year of the reaction products is hydrogen salfard, and the better the operation the better the gas is removed from the reaction zone in which it is formed. Air promotes evacuation and combustion
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of 1, hydrogen sulfide as it is formed. Combination of salfard hydrogen with air probably gives sulfur dioxide and water vapor. This (incipient) asa-aetive vapor generated by the oxidation of R 2 S also serves to decompose additional amounts of salfare and reduces the blowing time.
Special forms of converters can help in drafting or removing the need for air and
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especially those qai allow the rapid evscnation of
H2S. the steam is preferably superheated to around 1000 F. before it is blown into the bath. Provided that the temperature of the bath is kept an pea below
26500 F., there is reason to believe that the removal of the sound is directly proportional to the amount of desulfurization gas that passes through it is blown through the melt.
In addition to using burners such as compressed natural gas burners, above the level of the bath in the converter, to melt and preheat the load, before blowing and to raise the temperature in the second phase, the operation can be carried out in a suitable electric furnace, arc, resistance or induction, provided with nozzles. In this case, the electric current can provide the additional heat to achieve the desired initial and final temperatures, or any means can be used to add heat units as desired.
For example, a combustible material may be mixed with the blown air and vapor ooarant, whereby sufficient air is used to burn the fuel and this fuel obviously being adjusted to maintain the desired temperature of the first phase and also that of the second phase.
The temperature limits given above can be varied; the composition of the desulfurization gas can be changed, different types of hearth furnace can be used, the operation can be carried out with any matte containing nickel and other modifications can be made without departing from the present invention.
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