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La présente invention est relative à un procédé de conversion de fonte en acier,au moyen d'au moins un mélange gazeux oxydant contenant, en volume, au moins environ 30% d'oxygène libre.
Dans le présent mémoire, l'expression "mélange gazeux oxydant" désigne uniquement, soit de l'air enrichi en oxygène, soit un mélange à ba- se d'oxygène et d'anhydride carbonique, ce dernier mélange ne contenant donc que peu ou pas de vapeur d'eau. L'expression "oxygène réactif" désigne conventionnellement l'oxygène libre dans le cas d'emploi d'air enrichi en oxygène ou l'oxygène libre augmenté de la moitié de l'oxygène combiné au carbone, dans le cas où on emploie un mélange contenant de l'oxygène et de l'anhydride carbonique.
Il est proposé d'ajouter à l'oxygène libre, la moitié de l'oxygè- ne combiné, pour tenir compte du fait qu'une partie de l'anhydride carboni- que se dissocie pendant son passage dans le bain.
L'expérience démontre que lorsqu'on utilise pour le soufflage des fontes, un mélange gazeux oxydant contenant au moins environ 30% d'oxy-d gène libre, il se produit, principalement après la période de décarburation intensive, c'est-à-dire lorsque la teneur en carbone du bain est tombée en- dessous de 1,5% environ, une quantité de fumées rousses d'oxyde de fer, beaucoup plus grande que dans les conversions effectuées à l'air atmosphé- rique. Cette quantité croit à mesure que s'achève la conversion et est d'autant plus grande que, toutes choses égales d'ailleurs, le mélange souf- flé est plus riche en oxygène. Cette surabondance de fumées rousses présen- te de multiples inconvénients. Lorsque ces fumées sont sensiblement plus intenses que dans le cas des versions habituelles, à l'air atmosphérique.
1 ) elles constituent une gêne considérable pour la population au voisinage de l'aciérie;
2 ) elles rendent fort difficile la détermination de la fin de la conversion, par l'observation de la flamme (observation visuelle ou à l'aide d'appareils optiques);
3 ) elles aggravent la perte de fer qui peut devenir très impor- tante principalement si l'on pousse loin la déphosphoration.
L'expérience a démontré que ces inconvénients ne se produisent pas, ou tout au moins qu'ils restent d'importance pratiquement négligeable, dans les conversions effectuées à l'aide d'un mélange à base d'oxygène et de vapeur d'eau et cela, quelles que soient les modalités de soufflage.
La production intense de fumées rousses est donc bien une parti- cularité propre aux mélanges gazeux riches en oxygène mais ne contenant pas (ou ne contenant que peu) de vapeur d'eau.
L'emploi d'un mélange à base d'oxygène et de vapeur d'eau présente, par contre, l'inconvénient de donner lieu à une détérioration rapide du fond du convertisseur quand celui-ci est en dolomie comme c'est nécessaire pour la conversion de fontes phosphoreuses. Pour combattre cette détérioration on a proposé de surchauffer le mélange à une température déterminée par les lois d'équilibre de la réaction.
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mais qui est pratiquement indépendante de la teneur en oxygène du mélange.
Pour diminuer les fumées rousses provenant de l'oxydation du fer, on a essayé de ralentir la conversion en diminuant la pression de souffla- ge, à la fin de la conversion, ou en utilisant pour toute la conversion, un convertisseur dont les tuyères ont une section individuelle plus faible que
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dans les convertisseurs pour la conversion à l'air atmosphérique.
L'exploitation de ces deux moyens est, en pratique, assez limitée, notamment parce qu'il y a pour chacun d'eux des valeurs minima en dessous desquelles il n'est pas permis de descendre sans compromettre la bonne te- nue du fond.
Le demandeur a trouvé que, dans le cas d'emploi d'un mélange oxy dant dont la teneur en oxygène libre est d'au moins environ 30% la cause principale de la formation des fumées rousses est le trop grand débit d'oxy- gène passant, par minute, dans chaque tuyère.
En. réduisant la pression de soufflage ou en réduisant la section des tuyères, on réduit évidemment le débit individuel en poids d'oxygène de chaque tuyère mais, comme déjà indiqué, la réduction admissible de la pression de soufflage ou de la section de chaque tuyère devient insuffisan- te lorsque la teneur en oxygène réactif du mélange est élevée.
La présente invention a comme objet un procédé dans lequel, grâ- ce à d'autres moyens, on abaisse le poids d'oxygène passant,par minute, dans chaque tuyère, à une valeur telle que malgré l'emploi, pour le souf- flage d'un mélange contenant plus de 30% d'oxygène libre, la production de fumées rousses ne soit pas sensiblement plus importante que dans les conver- sions habituelles à l'air atmosphérique.
Dans le procédé selon l'invention, on préchauffe le mélange de soufflage, tout au moins lorsque la teneur en carbone du bain est tombée à moins de 1,5% environ, à une température telle que, dans le cas d'emploi d'air enrichi en oxygène,le:poids d'oxygène réactif passant, par minute, dans chaque tuyère ne dépasse pas 1 kilo, tandis que, dans le cas d'emploi d'un mélange à base d'oxygène et d'anhydride carbonique, le poids d'oxygène réactif passant, par minute, dans chaque tuyère ne dépasse pas 1,4 kilo.
On peut évidemment chauffer, soit le mélange gazeux oxydant déjà formé, soit seulement un de ses constituants, et cela de telle manière que la densité du mélange à son entrée dans la boite à vent du convertisseur soit suffisamment faible pour que le débit maximum d'oxygène réactif susdit soit respecté.
Pour réduire à une quantité pratiquement acceptable la formation de fumées rousses, il suffit que le procédé suivant l'invention soit appli- qué à partir du moment où la'décarburation rapide est achevée c'est-à-dire quand la teneur en carbone du bain est tombée à moins de 1,5% environ.
On comprend toutefois que si, lorsque la teneur en carbone du bain est encore bien supérieure à 1,5% on utilise déjà un mélange gazeux oxydant chaud tel que celui qu'on doit utiliser quand la teneur en carbone est inférieure à environ 1,5% on n'a rien modifié au principe du procéda selon l'invention. Si on opère de cette façon, on allonge inutilement la durée de la conversion et on dépense inutilement de la chaleur pour chauffer trop tôt le mélange gazeux oxydant mais le résultat n'est pas moindre en ce qui concerne la formation de fumées que si on n'emploie le mélange chaud qu'après que la teneur en carbone du bain est tombée en dessous de 1,5% en- viron.
Il est à noter que le préchauffage du mélange gazeux dépuis le début de la conversion n'est pas l'équivalent d'une réduction de pression effectuée pendant tout le soufflage parce que dès qu'il pénètre dans le bain, le mélange gazeux oxydant forme des bulles qui prennent la pression du'bain, quelle que soit la pression sous laquelle le mélange est amené dans le bain.
Dans le cas connu où, pour effectuer la conversion de la fonte
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en acier, on utilise un mélange d'oxygène et de vapeur d'eau surchauffée, la surchauffe de la vapeur entrant dans le convertisseur doit nécessairement avoir lieu depuis le début du soufflage à l'aide du mélange d'oxygène et de vapeur d'eau. Mais on n'a jamais proposé de limiter le débit en poids d'oxygène par minute pour chaque tuyère à une valeur maximum de 1,4 kilo.
Jusqu'à présent, dans tous les procédés où on utilise un mélange gazeux oxydant plus riche en oxygène libre que l'air atmosphère, on cher- che précisément à accélérer la conversion par l'augmentation de la riches- se en oxygène et, à ce point de vue, il peut sembler contre-indiqué de proposer un chauffage du mélange gazeux puisque cela a comme effet de ra- lentir la conversion.
Il peut même sembler absurde d'essayer de réduire les fumées rousses provenant de l'oxydation du fer, en augmentant la température du mélange gazeux oxydant qui provoque précisément cette oxydation.
Cependant, l'expérience démontre que la réduction du poids d'oxy- gène débité par minute, individuellement par chaque tuyère, a bien comme ef- fet de réduire les fumées rousses. Il est vrai que ce résultat avantageux n'est obtenu qu'en allongeant,toutes choses égales d'ailleurs,la durée de la conversion, mais on peut réduire cet inconvénient par une augmentation appropriée du nombre de tuyère du fond du convertisseur.
De préférence, dans le cas où on utilise de l'air enrichi en oxygène contenant, en volume, au moins 30% d'oxygène réactif, on chauffe cet air à une température telle que, pendant tout le temps où la teneur en car- bone du bain est comprise entre environ 1,5% et environ 0,5%, le poids d'oxy- gène passant, par minute, dans chaque tuyère, soit au maximum d'environ 0,8 kilo tandis que, tout au moins pendant la majeure partie de la suite de la conversion, on chauffe cet air à une température suffisante pour que le poids d'oxygène passant, par minute, dans chaque tuyère, soit au maximum d'environ 0,7 kilo.
De même, dans le cas où on utilise un mélange gazeux oxydant à ba- se d'oxygène et d'anhydride carbonique, on chauffe de préférence ce mélange gazeux oxydant à une température telle que, pendant tout le temps où la te- neur en carbone du bain est comprise entre environ 1,5% et environ 0,5%, le poids d'oxygène réactif passant, par minute, dans chaque tuyère, soit au maximum d'environ 1,2 kilo tandis que, tout au moins pendant la majeure par- tie de la suite de la conversion, on chauffe ce mélange à une température suffisante pour que le poids d'oxygène réactif passant, par minute, dans chaque tuyère, soit au maximum d'environ 1 kilo.
La température à laquelle le mélange oxydant doit être porté à son entrée dans la botte à vent pour obtenir le résultat recherché doit, toutes choses égales d'ailleurs, être d'autant plus élevée que la concentra- tion en oxygène réactif du mélange utilisé est plus grande et que la pres- sion de soufflage est, elle aussi, plus grande.
Il est à noter que bien qu'en principe on puisse, quelle que soit la teneur en oxygène réactif du mélange gazeux oxydant contenant au moins 30% d'oxygène libre, chauffer dans tous les cas à une température beaucoup plus élevée que celle qui est nécessaire pour ne pas dépasser le débit d'oxy- gène indiqué, il est préférable de ne pas porter le mélange à une températu- re très supérieure à celle suffisante pour maintenir dans les limites accep- tables, la formation de fumées rousses, parce qu'on aurait notamment l'incon- vénient de prolonger inutilement la'durée de la conversion, ce qui doit être évité du point de vue économique.
Lorsque la teneur en oxygène du mélange gazeux oxydant utilisé
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est élevée, et qu'il y a lieu de chauffer celui-ci fortement afin que le dé- bit en poids d'oxygène, par minute et par tuyère, ne dépasse pas la plus petite valeur qui a été indiquée comme débit maximum, il n'est pas indispen- sable de chauffer aussi fort à partir du moment où la teneur en carbone du bain atteint 1,5% Il suffit de chauffer de cette façon à partir du mo- ment où la teneur en carbone du bain tombe à 1% environ.
Lorsque la teneur en oxygène libre du mélange gazeux oxydant est supérieure à 30% il est nécessaire de chauffer le mélange à une températu- re d'au moins 130 c à partir du moment où la teneur en carbone du bain est tombée à 1,5% environ et cela, au moins pendant presque tout le reste du soufflage.
Dans le cas d'emploi d'air enrichi en oxygène contenant au moins 35% d'oxygène libre, on chauffe le mélange, au moins en fin de soufflage, de façon que sa température à proximité du convertisseur soit supérieure à 200 0..
Si le mélange soufflé contient plus de 45% d'oxygène réactif, le mélange doit 8tre chauffé,tout au moins en fin de conversion, à une tempé- rature comprise entre 200 C et 450 C.
Ces hautes températures doivent être maintenues au moins pendant la majeure partie de la déphosphoration.
Pour déterminer à quelle température il faut chauffer le mélange afin que le débit en poids d'oxygène, par minute et par tuyère, ne dépasse pas les valeurs indiquées ci-dessus, on mesure, en cours de soufflage, par exemple à l'aide d'un débit-mètre monté sur la conduite de soufflage, le vo- lume soufflé, par minute. Connaissant la composition du gaz oxydant utili- sé et le nombre de tuyères, on en déduit le poids d'oxygène soufflé par mi- nute et par tuyère. On peut alors facilement calculer la température à la- quelle il faut chauffer ce mélange pour ne pas dépasser le débit maximum à respecter, Il suffit d'appliquer l'équation caractéristique des gaz bien connue selon laquelle le poids spécifique d'un gaz est proportionnel à sa pression et inversement proportionnel à sa température absolue.
Si l'on diminue le diamètre des tuyères du fond du convertisseur, on peut porter le mélange à une température moins élevée. Par contre, si l'on augmente la pression de soufflage, il faut élever davantage la tempéra- ture du mélange.
L'invention a également comme objet un autre procédé ayant pour but d'éviter en fin de conversion la formation d'intenses fumées rousses, dans le cas de la conversion de fonte phosphoreuse en acier à faible teneur en phosphore .(acier contenant, par exemple, moins de 0,05% de phosphore).
Lorsque la teneur en phosphore est faible, par exemple, quand élis est tombée au-dessous de 0,1%, la déphosphoration devient relativement len- te. Il en résulte que, pendant cette dernière phase de la déphosphoration, la quantité de fumées rousses provenant de l'oxydation du fer devient rela- tivement importante et d'autant plus importante que:l'on pousse plus loin la déphosphoration.
Pour réduire cette oxydation, on prévoit, suivant l'invention, d'utiliser pendant cette dernière phase, un mélange dont le pouvoir oxydant est rendu inférieur à celui de l'air atmosphérique par la présence d'un com- bustible gazeux qui, au contact du bain, est réducteur ou neutre. En outre, la proportion d'oxygène libre dans ce mélange est* maintenue inférieure à 15%.
Ce mélange peut être obtenu, en mêlant à de l'air enrichi en oxy-
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gène ou à de l'oxygène, ou à un mélange d'oxygène et d'anhydride carbonique, un ou plusieurs gaz combustibles diluants qui, en présence du bain, se com- portent comme des gaz réducteurs ou des gaz neutres. Les gaz combustibles qui peuvent être utilisés dans ces conditions sont l'oxyde de carbone, l'hy- drogène ou des hydrocarbures.
La proposition d'introduire un gaz combustible dans un mélange de soufflage oxydant peut paraître surprenante parce que cette introduction doit faire craindre des explosions dans la conduite de soufflage. C'est pour éviter cet inconvénient qu'il est prévu de maintenir la teneur en oxy- gène libre en dessous de 15%.
De préférence, par mesure de sécurité, la richesse en oxygène libre du mélange de-soufflage final est maintenue en dessous de 10%
Il est à noter que ces richesses en oxygène libre peuvent être réalisées dans des mélanges dont le pouvoir oxydant, bien qu'inférieur à celui de l'air atmosphérique, est cependant supérieur à 15%Il suffit pour cela que le mélange contienne suffisamment d'anhydride carbonique qui con- tribue à augmenter le pouvoir oxydant par décomposition partielle sans in- troduire d'oxygène libre dans le mélange qui circule dans la conduite de soufflage.
Dans le cas d'ajoute de gaz réducteurs, une partie de l'oxygène contenu dans les constituants du mélange est fixée par les constituants réducteurs et ce, dans une proportion régie par les lois physico-chimiques relatives aux réactions du mélange en présence du bain. Le surplus d'oxy- gène réactif se combine avec les éléments oxydables du métal, principalement avec le fer et le phosphore.
Par ce moyen, on peut aisément, en faisant varier la composition du mélange, réduire, à volonté la quantité d'oxygène apportée au métal par unité de temps et souffler néanmoins un volume suffisant de gaz pour assurer le brassage efficace du bain.
Il va de soi que ce procédé peut être appliqué pour terminer une conversion qui a été commencée par l'autre procédé suivant l'invention, qui limite le poids maximum d'oxygène soufflé par minute et par tuyère lorsque la teneur en carbone du bain est tombée en dessous d'environ 1,5%.
REVENDICATIONS.
1. - Procédé de conversion de fonte en acier, au moyen d'au moins un mélange gazeux oxydant contenant au moins environ 30% d'oxygène libre, caractérisé en ce qu'on préchauffe le mélange de soufflage, tout au moins pendant la majeure partie de la conversion effectuée quand la teneur en car- bone du bain est tombée à moins de 1,5% environ, à une température'telle que, dans le cas d'emploi d'air enrichi en oxygène, le eposins d'oxygène réac- tif passant, par minute, dans chaque tuyère, ne dépasse pas 1 kilo tandis que, dans le cas d'emploi d'un mélange à base d'oxygène et d'anhydride car- bonique, le poids d'oxygène réactif passant, par minute, dans chaque tuyère, ne dépasse pas 1,4 kilo.
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The present invention relates to a process for converting cast iron into steel, by means of at least one oxidizing gas mixture containing, by volume, at least about 30% of free oxygen.
In the present specification, the expression “oxidizing gas mixture” designates only either air enriched with oxygen or a mixture based on oxygen and carbon dioxide, the latter mixture therefore containing only little or no water vapor. The expression "reactive oxygen" conventionally designates free oxygen in the case of the use of oxygen enriched air or free oxygen increased by half of the oxygen combined with carbon, in the case where a mixture is used. containing oxygen and carbon dioxide.
It is proposed to add to the free oxygen half of the combined oxygen to take account of the fact that part of the carbon dioxide dissociates during its passage through the bath.
Experience shows that when an oxidizing gas mixture containing at least about 30% free oxy-d gene is used for the blowing of pig irons, it occurs, mainly after the period of intensive decarburization, i.e. ie when the carbon content of the bath has fallen below about 1.5%, a quantity of reddish iron oxide fumes, much greater than in the conversions carried out to atmospheric air. This quantity increases as the conversion is completed, and is the greater the more, other things being equal, the blown mixture is richer in oxygen. This overabundance of red smoke has many drawbacks. When these fumes are appreciably more intense than in the case of the usual versions, in atmospheric air.
1) they constitute a considerable inconvenience for the population in the vicinity of the steelworks;
2) they make it very difficult to determine the end of the conversion, by observing the flame (visual observation or using optical devices);
3) they worsen the loss of iron which can become very important mainly if the dephosphorization is pushed far.
Experience has shown that these drawbacks do not occur, or at least remain of practically negligible importance, in the conversions carried out using a mixture based on oxygen and water vapor. and that, whatever the blowing methods.
The intense production of reddish smoke is therefore a characteristic specific to gas mixtures rich in oxygen but not containing (or containing only a little) water vapor.
The use of a mixture based on oxygen and water vapor has, on the other hand, the drawback of giving rise to a rapid deterioration of the bottom of the converter when the latter is made of dolomite as is necessary for the conversion of phosphorous irons. To combat this deterioration, it has been proposed to superheat the mixture to a temperature determined by the laws of equilibrium of the reaction.
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but which is practically independent of the oxygen content of the mixture.
To reduce the reddish fumes from the oxidation of iron, attempts have been made to slow down the conversion by reducing the blowing pressure, at the end of the conversion, or by using for the whole conversion, a converter whose nozzles have been installed. an individual section smaller than
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in converters for conversion to atmospheric air.
The use of these two means is, in practice, rather limited, in particular because there are for each of them minimum values below which it is not allowed to go down without compromising the good maintenance of the bottom. .
The applicant has found that, in the case of the use of an oxidizing mixture with a free oxygen content of at least about 30%, the main cause of the formation of reddish fumes is the excessive flow of oxygen. gene passing, per minute, in each nozzle.
In. reducing the blowing pressure or reducing the section of the nozzles, the individual flow rate by weight of oxygen of each nozzle is obviously reduced but, as already indicated, the admissible reduction of the blowing pressure or of the section of each nozzle becomes insufficient - you when the reactive oxygen content of the mixture is high.
The object of the present invention is a process in which, by means of other means, the weight of oxygen passing, per minute, in each nozzle, is reduced to a value such that despite the use, for the sulfur. When a mixture contains more than 30% free oxygen, the production of reddish smoke is not appreciably greater than in the usual conversions to atmospheric air.
In the process according to the invention, the blowing mixture is preheated, at least when the carbon content of the bath has fallen to less than approximately 1.5%, to a temperature such that, in the case of use of oxygen-enriched air, the weight of reactive oxygen passing, per minute, in each nozzle does not exceed 1 kilo, while, in the case of using a mixture based on oxygen and carbon dioxide, the weight of reactive oxygen passing, per minute, in each nozzle does not exceed 1.4 kilograms.
It is obviously possible to heat either the oxidizing gas mixture already formed, or only one of its constituents, and this in such a way that the density of the mixture when it enters the converter windbox is sufficiently low so that the maximum flow rate of reactive oxygen above is respected.
In order to reduce the formation of reddish fumes to a practically acceptable amount, it suffices that the process according to the invention is applied from the moment when the rapid decarburization is completed, that is to say when the carbon content of the gas. bain fell to less than about 1.5%.
It will be understood, however, that if, when the carbon content of the bath is still much greater than 1.5%, a hot oxidizing gas mixture is already used, such as that which should be used when the carbon content is less than approximately 1.5%. % nothing has been changed to the principle of the process according to the invention. If we operate in this way, the duration of the conversion is unnecessarily extended and heat is unnecessarily expended to heat the oxidizing gas mixture too early, but the result is no less with regard to the formation of fumes than if we do not The hot mixture is used only after the carbon content of the bath has fallen below about 1.5%.
It should be noted that the preheating of the gas mixture since the start of the conversion is not the equivalent of a pressure reduction carried out throughout the blowing because as soon as it enters the bath, the oxidizing gas mixture forms bubbles which take the pressure of the bath, whatever the pressure under which the mixture is brought into the bath.
In the known case where, to perform the cast conversion
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in steel, a mixture of oxygen and superheated water vapor is used, the superheating of the steam entering the converter must necessarily take place from the start of blowing using the mixture of oxygen and steam from water. However, it has never been proposed to limit the flow rate by weight of oxygen per minute for each nozzle to a maximum value of 1.4 kilograms.
Up to now, in all the processes where an oxidizing gas mixture is used which is richer in free oxygen than atmospheric air, the aim is precisely to accelerate the conversion by increasing the oxygen richness and, to From this point of view, it may seem contraindicated to propose heating the gas mixture since this has the effect of slowing down the conversion.
It may even seem absurd to try to reduce the reddish fumes from the oxidation of iron, by raising the temperature of the oxidizing gas mixture which precisely causes this oxidation.
However, experience shows that reducing the weight of oxygen delivered per minute, individually by each nozzle, has the effect of reducing red smoke. It is true that this advantageous result is only obtained by lengthening, other things being equal, the duration of the conversion, but this drawback can be reduced by an appropriate increase in the number of nozzle at the bottom of the converter.
Preferably, in the case where oxygen enriched air containing, by volume, at least 30% reactive oxygen, is used, this air is heated to a temperature such that, during the entire time when the carbon content bone of the bath is between about 1.5% and about 0.5%, the weight of oxygen passing, per minute, through each nozzle, that is to say a maximum of about 0.8 kilo while, at least during most of the remainder of the conversion, this air is heated to a temperature sufficient for the weight of oxygen passing, per minute, in each nozzle, to a maximum of about 0.7 kilograms.
Likewise, in the case where an oxidizing gas mixture based on oxygen and carbon dioxide is used, this oxidizing gas mixture is preferably heated to a temperature such that, throughout the time in which the oxygen content bath carbon is between about 1.5% and about 0.5%, the weight of reactive oxygen passing, per minute, in each nozzle, i.e. a maximum of about 1.2 kilograms while, at least during for most of the remainder of the conversion, this mixture is heated to a temperature sufficient for the weight of reactive oxygen passing, per minute, through each nozzle, to a maximum of about 1 kilogram.
The temperature to which the oxidizing mixture must be brought to its entry into the wind boot in order to obtain the desired result must, all other things being equal, be higher the higher the reactive oxygen concentration of the mixture used is. greater and the blowing pressure is also greater.
It should be noted that although in principle it is possible, whatever the reactive oxygen content of the oxidizing gas mixture containing at least 30% of free oxygen, to heat in all cases to a temperature much higher than that which is necessary in order not to exceed the flow of oxygen indicated, it is preferable not to bring the mixture to a temperature much higher than that sufficient to maintain within acceptable limits the formation of reddish fumes, because In particular, one would have the disadvantage of unnecessarily extending the conversion time, which must be avoided from an economic point of view.
When the oxygen content of the oxidizing gas mixture used
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is high, and that it is necessary to heat it strongly so that the flow by weight of oxygen, per minute and per nozzle, does not exceed the smallest value which has been indicated as maximum flow, it it is not essential to heat so strongly from the moment when the carbon content of the bath reaches 1.5% It is sufficient to heat this way from the moment when the carbon content of the bath drops to 1 % about.
When the free oxygen content of the oxidizing gas mixture is greater than 30%, it is necessary to heat the mixture to a temperature of at least 130 ° C from the moment when the carbon content of the bath has fallen to 1.5. % approximately and that, at least during most of the remainder of the blowing.
In the case of using oxygen-enriched air containing at least 35% free oxygen, the mixture is heated, at least at the end of blowing, so that its temperature near the converter is greater than 200 0 ..
If the blown mixture contains more than 45% reactive oxygen, the mixture should be heated, at least at the end of the conversion, to a temperature between 200 C and 450 C.
These high temperatures must be maintained at least during most of the dephosphorization.
To determine to what temperature the mixture must be heated so that the flow rate by weight of oxygen, per minute and per nozzle, does not exceed the values indicated above, one measures, during blowing, for example using of a flow meter mounted on the blowing line, the blown volume per minute. Knowing the composition of the oxidizing gas used and the number of nozzles, we deduce the weight of oxygen blown per minute and per nozzle. We can then easily calculate the temperature at which it is necessary to heat this mixture so as not to exceed the maximum flow rate to be respected, It suffices to apply the well-known characteristic gas equation according to which the specific weight of a gas is proportional to its pressure and inversely proportional to its absolute temperature.
If the diameter of the converter bottom nozzles is reduced, the mixture can be brought to a lower temperature. On the other hand, if the blowing pressure is increased, the temperature of the mixture must be raised further.
The subject of the invention is also another process the object of which is to prevent, at the end of the conversion, the formation of intense reddish fumes, in the case of the conversion of phosphorous iron into steel with a low phosphorus content. example, less than 0.05% phosphorus).
When the phosphorus content is low, for example, when elis has fallen below 0.1%, the dephosphorization becomes relatively slow. As a result, during this last phase of the dephosphorization, the quantity of reddish fumes originating from the oxidation of iron becomes relatively large and all the more important as the dephosphorization is pushed further.
To reduce this oxidation, provision is made, according to the invention, to use during this last phase, a mixture whose oxidizing power is made less than that of atmospheric air by the presence of a gaseous fuel which, at contact with the bath, is reducing or neutral. In addition, the proportion of free oxygen in this mixture is * kept below 15%.
This mixture can be obtained by mixing with air enriched in oxy-
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gene or oxygen, or a mixture of oxygen and carbon dioxide, one or more diluent combustible gases which, in the presence of the bath, behave as reducing gases or neutral gases. The combustible gases which can be used under these conditions are carbon monoxide, hydrogen or hydrocarbons.
The proposal to introduce a combustible gas into an oxidizing blast mixture may appear surprising because this introduction should raise concerns about explosions in the blast pipe. It is to avoid this drawback that provision is made to keep the free oxygen content below 15%.
Preferably, as a safety measure, the richness in free oxygen of the final blown mixture is kept below 10%.
It should be noted that these free oxygen richnesses can be achieved in mixtures whose oxidizing power, although lower than that of atmospheric air, is however greater than 15%. For this, it is sufficient for the mixture to contain sufficient carbon dioxide which helps to increase the oxidizing power by partial decomposition without introducing free oxygen into the mixture which circulates in the blowing line.
In the case of adding reducing gases, a part of the oxygen contained in the constituents of the mixture is fixed by the reducing constituents and this, in a proportion governed by the physicochemical laws relating to the reactions of the mixture in the presence of the bath. . The excess reactive oxygen combines with the oxidizable elements of the metal, mainly with iron and phosphorus.
By this means, it is easily possible, by varying the composition of the mixture, to reduce at will the quantity of oxygen supplied to the metal per unit of time and nevertheless to blow a sufficient volume of gas to ensure the efficient stirring of the bath.
It goes without saying that this process can be applied to complete a conversion which has been started by the other process according to the invention, which limits the maximum weight of oxygen blown per minute and per nozzle when the carbon content of the bath is. fell below about 1.5%.
CLAIMS.
1. - Process for converting cast iron into steel, by means of at least one oxidizing gas mixture containing at least about 30% free oxygen, characterized in that the blowing mixture is preheated, at least during the major part of the conversion effected when the carbon content of the bath has fallen to less than about 1.5%, at a temperature such that, if oxygen enriched air is used, the oxygen eposins reagent passing per minute in each nozzle does not exceed 1 kilo while, in the case of use of a mixture based on oxygen and carbon dioxide, the weight of reactive oxygen passing , per minute, in each nozzle, does not exceed 1.4 kilo.