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La présente invention est relative à la fabrication de acier à partir d'une fonte par affinage pneumatique au moyen d'un gaz ou mélange gazeux, dans un convertisseur à fond muni de tuyères et/ou de trous de soufflage.
Dans les procédés classiques' de conversion de l'acier au convertisseur, on parvient difficilement à provoquer la dé- phosphoration du bain en même temps ou avant sa décarburation et de nombreux procédés ont été proposés jusqu'à présent en vue d'obtenir dès le début de l'opération de conversion un laitier fluide et suffisamment réactif, capable d'absorber rapidement l'anhydride phosphorique formé.
On a notamment proposé d'injecter par le haut sur la surface du bain et/ou dans le bain le produit déphosphorant en poudre ou granulé en suspension dans un gaz ou un mélange
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gazeux. On a proposé également d'employer ce procédé décrit en le combinant avec l'introduction d'un gaz ou mélange gazeux par le fond du convertisseur.
En réalisant ainsi l'injection de produit déphosphorant sur et/ou dans le bain à traiter, on parvient certes à obtenir rapidement un laitier fluide et hautement réactif dès le début de l'opération mais le contact entre l'agent déphosphorant et le bain à traiter n'est intime que dans la zone supérieure de celui- ci ; et si par ce moyen on s'approche de près du but poursuivi, on est cependant arrêté dans la voie d'une déphosphoration suf- fisamment avancée par les difficultés de réaliser ce contact généralisé entre l'agent déphosphorant et le bain.
D'autre part, on sait qu'il est connu d'injecter le pro- duit déphosphorant en poudre ou granulé en suspension dans le az ou mélange gazeux insufflé dans le convertisseur par des orifices débouchant sous la surface du bain métallique, par ex- emple par les tuyères ménagées dans le fond de l'appareil de conversion. Ce dernier procédé qui a été préconisé depuis longtemps a certes permis d'accélérer la déphosphoration par rapport au moyen classique consistant à ajouter le produit dé- phosphorant en blocs plus ou moins gros, mais cette déphospho- ration suivant le cas est restée trop lente ou a entrainé une importante absorption d'azote dans le bain par suite de l'em- ploi comme gaz d'affinage d'un vent contenant de l'azote en forte proportion.
Il est vraisemblable que cette situation résulte du fait que l'oxygène insufflé par le fond, mis en oeuvre en trop faible quantité, est rapidement absorbé par le carbone du bain; mais on sait par ailleurs qu'on ne peut pas sans risque de dé- truire les- tuyères, augmenter comme on le voudrait la teneur en oxygène du gaz oxydant introduit par le fond,
Par ailleurs, il est connu de réaliser l'affinage du bain métallique en insufflant un gaz ou un mélange gazeux oxy- dant par le haut du convertisseur en même temps qu'on souffle un gaz ou mélange gazeux également oxydant par le fond de l'ap- pareil de conversion.
Dans ce cas, l'addition au bain, suivant
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les méthodes habituelles, du produit déphosphorant en mor- ceaux plus ou moins gros ne réalise pas encore un contact suf- fisant entre les réactifs, pour arriver à terminer la déphos- phoration d'une manièrefranche, avant la fin de la décarbu- ration.
Il a été trouvé que la combinaison de ces divers procédés bien connus en eux-mêmes permet non seulement d'obtenir dès le début de l'opération une scorie fluide et hau- tement réactive mais également de terminer à coup sûr de manière franche, la déphosphoration du bain bien avant la fin de la décarburation, sans présenter les inconvénients de cer- tains des procédés faisant l'objet de la combinaison revendi- quée.
Le procédé objet d l'invention consiste essentielle- ment d'une part à réaliser l'affinage de la fonte liquide dans un convertisseur à fond muni de tuyères et/ou de trous de soufflage en injectant un gaz ou un mélange gazeux oxydant par le haut de l'appareil sur et/ou dans le bain à traiter et en insufflant en même temps un gaz ou un mélange gazeux par le fond de l'appareil de conversion et d'autre part à introduire le produit déphosphorant en poudre ou granulé, dans le bain à traiter en le mettant en suspension dans le fluide injecté par le haut et dans le fluide insufflé par le bas.
Le produit déphosphorant utilisé est constitué d'un ou plusieurs agents basiques et, au besoin, de fondants. Les agents basiques et/ou les fondants peuvent être remplacés en tout ou en partie par des scories préfabriquées. Les agents basiques peuvent être soit de la chaux, soit tout autre oxyde ou carbonate basique, soit un mélange de ces produits. Les fondants peuvent être soit du spath-fluor, soit des oxydes mé- talliques, soit tout autre produit susceptible d'abaisser le point de fusion du ou des agents basiques utilisés, soit encore un mélange de, ces fondants.
Une forme avantageuse et simple du procédé objet de l'invention consiste à injecter sur le bain, par le haut de l'appareil, de l'oxygène techniquement pur dans lequel de la chaux finement divisée a été mise en suspension et à insuffler
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par le bas de l'air tenant également en suspension de la chaux finement divisée.
On peut cependant utiliser d'autres gaz ou mélanges gazeux pour l'injection par le haut et pour l'insufflation par le bas, tels que par exemple, de l'air enrichi en oxygène, un mé- lange d'oxygène et de vapeur d'eau ou un mélange d'oxygène et d'anhydride carbonique. Dans le cas où on utilise un mélange gazeux contenant de la vapeur d'eau, il faut évidemment, si on emploie de la chaux comme agent déphosphorant, prendre cer- taines précautions pour éviter l'hydratation de celle-ci.
Il a été également trouvé intéressant de broyer le pro- duit déphosphorant au calibre 0 - 2 mm, d'injecter les plus grosses particules (supérieures à 0, Oé mm) par le haut de l' appareil et d'insuffler les plus fines particules (inférieures à 0,06 mm) par le bas de l'appareil.
Ne sort pas du cadre de la présente invention le fait de n'appliquer le procédé de linvention que pendant une partie de l'opération de conversion, que cette opération soit effectuée entièrement dans un seul appareil ou qu'elle comporte plusieurs phases conduites dans des appareils différents.
Ne sort pas non plus du cadre de la présente invention le fait de faire varier au cours d'une même opération de conver, sion, la composition ou la nature des gaz ou mélanges gazeux servant de.support au produit déphosphorant.
Les cas d'application suivants du procédé suivant l' invention sont donnés à titre exemplatif mais non limitatif.
Exemple I.
Dès le début d'une coulée on insuffle par le haut au moy- en d'oxygène pur et par le bas au moyen d'un gaz ou mélange ga- zeux oxydant des produits basiques pulvérulents en ayant soin d' adopter l'apport en produits basiques au débit d'oxygène libre insufflé d'une manière telle qu'il y ait constamment formation de ferrites basiques fluides et hautement réactives. On cons- tate que la déphosphoration est pratiquement terminée dès que la quantité de bases nécessaires à la déphosphoration a été in- sufflée; on continue ensuite l'affinage sans injection de produit
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déphosphorant ou en réduisant celle-ci jusqu'à ce que la teneur en carbone du bain ait atteint la valeur désirée.
Exemple II,
Dans un convertisseur de 30 tonnes, on commence 1' affinage en insufflant par le bas 100 à 800 kg par.minute, de chaux en poudre en suspension dans un gaz ou mélange gazeux.
Dès que le bain a atteint une fluidité suffisante, soit après 2 à 5 minutes, on introduit par-la haut par une lance au moyen d'oxygène industriellement pur et au besoin par le bas au moyen d'un gaz ou mélange gazeux oxydant le restant de la chaux nécessaire.
Grâce à la scorie très fluide ainsi formée la déphos.. phoration commence très rapidement et on atteint facilement
0,06 à 0,15% de phosphore alors que le bain contient encore 0,5% ou plus de carbone. A ce moment on effectue le décras- sage, on ajoute une nouvelle quantité d'agents basiques soit en morceaux soit en poudre par le haut ou/et par¯ le bas et on termine l'affinage par le bas en utilisant de préférence un mé- lange gazeux libre d'azote ou à très faible teneur en azote.
Exemple III:
On procède comme décrit ci-avant à l'exemple II jusqu'à une teneur en? de l'ordre de 0, 06 à 0 ,15 % de phos- phore et on transvase le métal ainsi obtenu dans un convertis.. seur à soufflage par le haut dans lequel les bases nécessaires sont de préférence introduites sous forme pulvérulente au moyen d'une lance à oxygène. La scorie obtenue lors de cette
2 phase de la conversion pourra être introduite, pour une opération ultérieure, dans le premier convertisseur où elle activera encore davantage la déphosphoration tout en permet- tant la récupération du fer de cette scorie.
REVENDICATIONS.
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The present invention relates to the manufacture of steel from a cast iron by pneumatic refining by means of a gas or gaseous mixture, in a bottom converter provided with nozzles and / or blow holes.
In conventional methods of converting steel to the converter, it is difficult to cause the de-phosphorization of the bath at the same time or before its decarburization and many methods have been proposed heretofore with a view to obtaining from the start. beginning of the conversion operation, a fluid and sufficiently reactive slag capable of rapidly absorbing the phosphorus pentoxide formed.
It has in particular been proposed to inject from above onto the surface of the bath and / or into the bath the dephosphorizing product in powder or granulated suspension in a gas or a mixture.
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gaseous. It has also been proposed to employ this method described by combining it with the introduction of a gas or gaseous mixture through the bottom of the converter.
By thus carrying out the injection of dephosphorizing product on and / or in the bath to be treated, it is certainly possible to quickly obtain a fluid and highly reactive slag from the start of the operation, but the contact between the dephosphorizing agent and the bath to treat is only intimate in the upper zone of it; and if by this means we approach the desired goal very closely, we are nevertheless stopped in the path of dephosphorization sufficiently advanced by the difficulties of achieving this generalized contact between the dephosphorising agent and the bath.
On the other hand, it is known that it is known to inject the dephosphoric product in powder or granule suspended in the az or gas mixture blown into the converter through orifices opening out under the surface of the metal bath, for example. For example by the nozzles in the bottom of the conversion apparatus. This latter process, which has been recommended for a long time, has certainly made it possible to accelerate the dephosphorization compared with the conventional means consisting in adding the dephosphorizing product in larger or smaller blocks, but this dephosphorization, depending on the case, has remained too slow or resulted in a large absorption of nitrogen in the bath as a result of the use as a refining gas of a wind containing nitrogen in a high proportion.
It is likely that this situation results from the fact that the oxygen blown in from the bottom, used in too small an amount, is rapidly absorbed by the carbon of the bath; but we also know that it is not without risk of destroying the nozzles, increasing as desired the oxygen content of the oxidizing gas introduced at the bottom,
Furthermore, it is known practice to perform the refining of the metal bath by blowing a gas or an oxidizing gas mixture through the top of the converter at the same time as blowing a gas or gas mixture which is also oxidizing through the bottom of the converter. conversion device.
In this case, the addition to the bath, following
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the usual methods, the dephosphorizing product in more or less large pieces does not yet achieve sufficient contact between the reagents, to arrive at the end of the dephosphorization in a straightforward manner, before the end of the decarburization.
It has been found that the combination of these various methods, well known in themselves, makes it possible not only to obtain, from the start of the operation, a fluid and highly reactive slag but also to safely complete the process. dephosphorization of the bath well before the end of the decarburization, without exhibiting the drawbacks of certain of the processes forming the subject of the claimed combination.
The process that is the subject of the invention consists essentially on the one hand in carrying out the refining of the liquid iron in a bottom converter provided with nozzles and / or blast holes by injecting a gas or an oxidizing gas mixture via the top of the device on and / or in the bath to be treated and at the same time blowing a gas or a gaseous mixture through the bottom of the conversion device and on the other hand to introduce the dephosphoric product in powder or granule, in the bath to be treated by suspending it in the fluid injected from above and in the fluid injected from below.
The dephosphorizing product used consists of one or more basic agents and, if necessary, of fluxes. The basic agents and / or the fluxes can be replaced in whole or in part by prefabricated slag. The basic agents can be either lime, or any other basic oxide or carbonate, or a mixture of these products. The fluxes can be either fluorspar, or metal oxides, or any other product capable of lowering the melting point of the basic agent (s) used, or even a mixture of these fluxes.
An advantageous and simple form of the method which is the subject of the invention consists in injecting onto the bath, from the top of the apparatus, technically pure oxygen in which finely divided lime has been suspended and in blowing
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from the bottom of the air also holding finely divided lime in suspension.
However, other gases or gas mixtures can be used for top injection and for bottom insufflation, such as, for example, oxygen-enriched air, a mixture of oxygen and steam. water or a mixture of oxygen and carbon dioxide. In the case where a gas mixture containing water vapor is used, it is obviously necessary, if lime is used as a dephosphorizing agent, to take certain precautions to avoid hydration of the latter.
It has also been found advantageous to grind the dephosphoric product to a size of 0 - 2 mm, to inject the largest particles (greater than 0. 0 mm) from the top of the apparatus and to blow in the finest particles. (less than 0.06 mm) from the bottom of the device.
It does not depart from the scope of the present invention to apply the method of the invention only during part of the conversion operation, whether this operation is carried out entirely in a single device or whether it comprises several phases carried out in different devices.
Neither does it depart from the scope of the present invention to vary, during the same conversion operation, the composition or the nature of the gases or gas mixtures serving as support for the dephosphorizing product.
The following cases of application of the process according to the invention are given by way of example but not by way of limitation.
Example I.
From the start of a casting, blowing in from above using pure oxygen and from below using a gas or gaseous mixture oxidizing powdery basic products, taking care to adopt the supply of powder. basic products at the flow of free oxygen blown in such a way that there is constant formation of fluid and highly reactive basic ferrites. It is observed that the dephosphorization is practically complete as soon as the quantity of bases necessary for the dephosphorization has been inflated; refining is then continued without injection of product
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dephosphorizer or by reducing it until the carbon content of the bath has reached the desired value.
Example II,
In a 30 ton converter, the refining is started by blowing in from the bottom 100 to 800 kg per minute of powdered lime suspended in a gas or gas mixture.
As soon as the bath has reached sufficient fluidity, i.e. after 2 to 5 minutes, it is introduced from above by a lance using industrially pure oxygen and, if necessary, from below using a gas or gaseous mixture oxidizing the remaining lime needed.
Thanks to the very fluid slag thus formed the dephos .. phoration starts very quickly and it is easy to reach
0.06 to 0.15% phosphorus while the bath still contains 0.5% or more carbon. At this moment, the cleaning is carried out, a new quantity of basic agents is added either in pieces or in powder from the top or / and from the bottom and the refining is completed at the bottom, preferably using a machine. - gas mixture free of nitrogen or with a very low nitrogen content.
Example III:
The procedure is as described above in Example II until a content of? of the order of 0.06 to 0.15% phosphorus and the metal thus obtained is transferred to a top-blown converter in which the necessary bases are preferably introduced in powder form by means of 'an oxygen lance. The slag obtained during this
The second phase of the conversion can be introduced, for a subsequent operation, in the first converter where it will further activate the dephosphorization while allowing the recovery of the iron from this slag.
CLAIMS.
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