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Dans le convertissage, ou affinage au vent, par exemple par le procédé Thomas, il est important pour que le procédé soit économique et pour la qualité de l'acier produit de contrô- ler d'une manière rapide et sure, pendant le court temps de fusion,la marche des processus métallurgiques essentiels dans le bain, afin de régler la marche du convertissage d'après les ré- sultats de ce contrôle, et surtout de déterminer la fin du soufflage.
On connaît divers moyens propre ses pour la surveillance d'un bain de convertissage. En particulier, on a proposé de prendre comme mesure caractéristique des processus essentiels au cours du convertissage, le trouble produit par la poussière
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dans les gaz d'échappement du convertisseur, trouble qui sera appelé ci-après "pulvérulence" pour abréger. On contrôle alors par exemple le convertissage er suivant au moyen d'une mesure d'affaiblissement de la lumière (mesure d'extinction), la densi- té de.poussière dans les gaz de sortie du convertisseur.
Pour cela, on dispose d'un côté de la cheminée du convertisseur une lampe émettrice de lumière et du côté opposé une cellule photo-électrique comme récepteur de lumière, et l'on enregistre le courant photo-électrique qui varie avec la densité de pous- sière dans les gaz de convertisseur traversée par la lumière.
Pendant les dernières minutes de soufflage, au cours desquelles, comme on le sait,a lieu dans le procédé Thomas la combustion du phosphore et qui sont les plus importantes, l'affaiblissement de lumière produit par la poussière, représenté par exemple par la courbe d'extinction en fonction du temps, a une allure caractéristique.
Dans le courbe d'extinction de lumière, on remarque nota: -ment, dans la période de déphosphoration, un point caractéris- tique (point de repère), pour lequel la proportion de phosphore dans le bain est comprise, suivant la température de celui-ci, entre 0,030 et 0,060. On peut d'après cela estimer approximati- vement à l'avance la fin du soufflage. Pour obtenir des données plus sûres au sujet de la teneur du bain en phosphore, il est cependant nécessaire, outre la mesure d'extinction indiquée, de déterminer la température du bain correspondant au point de rep. ère, car, cornue on l'a dit, la teneur en phosphore com- prise entre les limites indiquées ci-dessus dépend à un moment don', é de la température qui règne dans le bain.
Cela constitue un grave inconvénient du procédé décrit précédemment, car la mesure de la température dans un convertisseur à soufflage ren- contre de grosses difficultés. Un autre inconvénient de ce pro- cédé est que le mélange et la dilution irréguliers des fumées
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avec des rentrées d'air parasite faussent les résultats de la mesure d'extinction, de sorte que, même avec uue connaissance précise de la température du bain, une détermination exacte de la teneur en phosphore du bain n'est pas possible par une me- sure d'extinction du genre décrit
Un autre désavantage du procédé indiqué est qu'il échoue lorsqu'on souffle avec addition d'oxygène. Lorsque la concen- tration de l'oxygène dans le vent dépasse 30 %,
la pulvérulence de est déjà si forte que l'affaiblissement/lumière obtenu par le procède de mesure décrit plus haut est très voisin de 100 %.
Avec un tel affaiblissement de lumière, la mesure ne permet plus pratiquement d'établir l'allure caractéristique, existant en fait, de la pulvérulence.
L'invention a pour but de déterminer la fin du soufflage dans le convertissage, même si le vent de soufflage est enrichi en oxygène, et de déterminer en outre la température du bain d'une manière simple, de façon à obtenir ainsi une donnée sur la teneur en phosphore du bain, et enfin d'établir un dispositif simple et de fonctionnement sur pour exécuter des mesures d'ex- tinction dans les fumées de convertissage.
L'invention a pour objet un procédé de contrôle du convertissage par détermination de l'extinction d'une lumière traversant les gaz d'échappement du convertisseur, selon lequel la mesure d'extinction est effectuée au sein même de la flamme des gaz d'échappement du convertisseur sur une distance d'ex- tinction aussi courte que possible et géométriquement bien dé- terminée. En particulier, l'invention permet de déterminer de cette manière la fin du soufflage d'affinage, et cela en déter- minant par la mesure d'extinction selon l'invention le point connu en soi de la courbe d'extinction où celle-ci devient sensiblement horizontale après avoir passé par un maximum.
Des points essentiels de l'invention sont que la distance
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d'extinction est bien définie géométriquement et que la mesure est effectuée à l'intérieur de la flamme, de sorte que le résul- tat de la mesure ne dépend plus, comme dans le procédé connu, de la dilution variable produite par l'air étranger entraîné et de la dimension de la cheminée du convertisseur. Ainsi, selon l'invention, on mesure la densité de poussière absolue dans les gaz de sortie non dilués. On peut ainsi établir une courbe d'extinction permettant de tirer des conclusions cer- taines sur les processus essentiels au cours du convertissage.
Un avantage important est en outre obtenu par le fait que, se- lon une autre particularité de l'invention, il est possible de déterminer la température du bain avec une grande précision d'après la densité de poussière absolue.
Par conséquent, un avantage principal de la présente invention réside dans le fait que, à la différence des procéder de mesure précédemment connus, elle permet, avec une seule opération industrielle de mesure, de déterminer à la fois la teneur en phosphore et la température du bain correspondant au point de repère de la courbe d'extinction et dont la connaissant ce est très importante pour le métallurgiste, et ainsi la fin du soufflage. D'autres avantages résident dans le fait que l'on obtient le résultat de mesure d'une manière extrêmement simple et que ce résultat est entièrement indépendant de fac- teurs extérieurs tels que la position du convertisseur, la ma- nière dont se fait l'entrée d'air parasite, les dimensions de la bouche du convertisseur et de sa cheminée, la direction du vent, etc...
L'extinction est proportionnelle à la concentration ab- solue de la poussière dans les gaz. Selon une particularité de l'invention, de la valeur absolue de l'extinction, en parti- culier au point de repère où la courbe d'extinction devient sensiblement horizontale après un maximum, on déduit la tempéra-'
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ture du bain et en particulier sa teneur en phosphore.
L'invention a aussi pour objet un dispositif permettant la Dise en oeuvre du procédé décrit, et qui est également ap- proprié à d'autres mesures d'extinction dans des gaz d'échappe- ment chauds ou autres. Te dispositif selon l'invention se com- pose d'un tube, autant que possible refroidi par l'eau, dans lequel est formée une entaille pour le passage des gaz chargés de poussière, et une source de lumière et une cellule photo- électrique réceptrice disposées dans ce tube de part et d'autre de l'entaille.
La source de lumière peut être équipée d'un sys- tème optique convergent et la cellule photo-électrique récep- trice d'un filtre d'interférences. Un point particulièrement' inportant du dispositif selon l'invention est que la distance sur laquelle on mesure l'extinction, contrairement aux procédés et aux dispositifs connus, dans lesquels cette distance s'étend sur toute la cheminée du convertisseur et suivant la forme de la bouche atteint 1 à 4 mètres, est réduite à environ 10 centi- mètres et.est placée dans la flamme même.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 est un.e représentation schématique destinée à l'explication du procédé selon l'invention; la figure 2 représente le dispositif de mesure; la figure 3 représente la courbe de l'extinction en.fonc- tion du temps de soufflage; la figure 4. représente la teneur en phosphore d'un bain en fonction de la température du bain correspondant à un point déterminé de la courbe d'extinction; la figure 5 5 représente l'extinction en fonction de la température du. bain correspondant à -Lui point déterminé de la courbe d'extinction.
La source lumineuse nécessaire à la mesure de l'extinc-
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tion et le récepteur de lumière sont disposés dans -un tube refroidi à l'eau (figure 1 et ligure 2), qui, comme on le voit sur la figure 1, est placé à une petite distance au-des- sus de la bouche 7 d'un convertisseur simplement indiqué, et plus précisément à l'intérieur de la flamme 8. La distance de mesure est formée par une entaille 2 de 10 centimètres environ de longueur ménagée dans ce tube 1 et par laquelle les gaz d'échappement chargés de poussière s'écoulent librement.
Le détail de l'appareil destiné à la :esure d'extinction selon l'invention est représenté sur la figure 2. Dans le tube
1 , autant que possible refroidi à l'eau, est formée l'entaille
2 à la manière d'un crochet (distance de esure).
La distance de mesure est traversée par le rayon d'un protecteur constitué par une forte source de lumière 3 et une lentille convergente 4, et la quantité de lumière affaiblie par la poussière contenue dans les gaz qui traversent la zone de mesure 2 est transformée au delà de celle-ci par la cellule photo-électrique 5 en un courant électrique de mesure que l'on enregistre à l'aide d'un compensographe électronique 6.
La figure 3 représente schématiquement la courbe d'ex- tinction enregistrée pendant le convertissage d'une charge; les perturbations momentanées produites par des projections ne sont pas marquées sur la courbe. La courbe montre le point a, important pour la surveillance de l'opraticn jusqu'à la fin dr soufflage, où la courbe devient sensiblement horizontale après avoir passé par un maximum, En ce point a, la teneur en phosphore du Lain ne dépend plus Que de la température du bain ; elle est comprise entre 0,030 et 0,C60 . environ (figure 4).
De la valeur absolue de la quantité de lumière qui passe pour ce point de la courbe, on peut déduire la température du bain, cornue le contre la ligure 5.
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Pour déterminer la fin. du soufflage, on procède de la manière suivante : le point de déport est constitué par le point a enne istré antomatiquement; en se basant sur cette donnée, la courbe d'étalonnage de la figure 5 donne la tempé- rature du bain. (n lit alors sur la courbe d'étalonnage repré- sentée sur la figure 4 la teneur en phosphore en fonction de la température du bain. Le temps de soufflage encore nécessaire pour atteindre dans le bain la teneur finale en phosphore dési- rée peut alors être déterminé très simplement d'après la marche connue de ladéphosphoration pour l'opération de convertissage considérée.
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In converting, or wind refining, for example by the Thomas process, it is important for the process to be economical and for the quality of the steel produced to control in a fast and reliable manner, during the short time. of melting, the progress of the essential metallurgical processes in the bath, in order to regulate the progress of the converting according to the results of this control, and especially to determine the end of the blowing.
Various own means are known for monitoring a converting bath. In particular, it has been proposed to take as a characteristic measure of essential processes during the conversion, the haze produced by the dust.
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in the exhaust gases of the converter, a cloudiness which will be referred to hereinafter as "powdery" for abbreviation. The following conversion is then checked, for example, by means of a light attenuation measurement (extinction measurement), the density of dust in the exhaust gases from the converter.
For this, we have on one side of the converter chimney a light emitting lamp and on the opposite side a photoelectric cell as light receiver, and we record the photoelectric current which varies with the density of light. - Sière in the converter gases crossed by the light.
During the last minutes of blowing, during which, as we know, the combustion of phosphorus takes place in the Thomas process and which are the most important, the weakening of light produced by the dust, represented for example by the curve d extinction as a function of time has a characteristic appearance.
In the light extinction curve, we note: - during the dephosphorization period, a characteristic point (benchmark), for which the proportion of phosphorus in the bath is included, depending on the temperature of that -Here, between 0.030 and 0.060. From this it is possible to estimate roughly in advance the end of the blowing. To obtain more reliable data about the phosphorus content of the bath, it is however necessary, in addition to the extinction measure indicated, to determine the bath temperature corresponding to the rep. This is because, as has been said, the phosphorus content within the limits indicated above depends at a given moment on the temperature which prevails in the bath.
This constitutes a serious drawback of the method described above, since the measurement of the temperature in a blown converter encounters great difficulties. Another disadvantage of this process is that the irregular mixing and dilution of the fumes
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with stray air inflows falsify the results of the extinction measurement, so that, even with a precise knowledge of the bath temperature, an exact determination of the phosphorus content of the bath is not possible by measuring - sure of extinction of the kind described
Another disadvantage of the indicated process is that it fails when blown with the addition of oxygen. When the oxygen concentration in the wind exceeds 30%,
the pulverulence of is already so strong that the attenuation / light obtained by the measuring procedure described above is very close to 100%.
With such a weakening of light, the measurement practically no longer makes it possible to establish the characteristic appearance, which in fact exists, of the powder.
The object of the invention is to determine the end of the blowing in the converting, even if the blowing wind is enriched with oxygen, and furthermore to determine the temperature of the bath in a simple manner, so as to thus obtain data on the phosphorus content of the bath, and finally to establish a simple and safe device to carry out quenching measures in the conversion fumes.
The object of the invention is a method for controlling the conversion by determining the extinction of a light passing through the exhaust gases of the converter, according to which the extinction measurement is carried out within the flame of the gas. exhaust from the converter over an extinction distance as short as possible and geometrically well defined. In particular, the invention makes it possible to determine in this way the end of the refining blowing, and this by determining by the extinction measurement according to the invention the point known per se of the extinction curve where that it becomes appreciably horizontal after having passed through a maximum.
Essential points of the invention are that the distance
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extinction is well defined geometrically and the measurement is carried out inside the flame, so that the result of the measurement no longer depends, as in the known method, on the variable dilution produced by the air foreign entrained and the dimension of the converter chimney. Thus, according to the invention, the absolute dust density in the undiluted outlet gases is measured. It is thus possible to establish an extinction curve allowing certain conclusions to be drawn about the essential processes during the conversion.
An important advantage is further obtained by the fact that, according to another feature of the invention, it is possible to determine the bath temperature with great precision from the absolute dust density.
Consequently, a main advantage of the present invention lies in the fact that, unlike the previously known measuring procedures, it makes it possible, with a single industrial measurement operation, to determine both the phosphorus content and the temperature of the product. bath corresponding to the benchmark of the extinction curve and whose knowing it is very important for the metallurgist, and thus the end of blowing. Further advantages lie in the fact that the measurement result is obtained in an extremely simple way and that this result is completely independent of external factors such as the position of the converter, the way in which the measurement takes place. 'parasitic air inlet, the dimensions of the converter mouth and its chimney, the direction of the wind, etc.
The extinction is proportional to the absolute concentration of dust in the gases. According to a particular feature of the invention, from the absolute value of the extinction, in particular at the reference point where the extinction curve becomes substantially horizontal after a maximum, the temperature is deduced.
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ture of the bath and in particular its phosphorus content.
The subject of the invention is also a device enabling the implementation of the method described, and which is also suitable for other extinguishing measures in hot exhaust gases or the like. The device according to the invention consists of a tube, as far as possible cooled by water, in which a notch is formed for the passage of gases laden with dust, and a light source and a photoelectric cell. receiver arranged in this tube on either side of the notch.
The light source can be equipped with a converging optical system and the receiving photocell with an interference filter. A particularly important point of the device according to the invention is that the distance over which the extinction is measured, unlike the known methods and devices, in which this distance extends over the entire chimney of the converter and according to the shape of the mouth reaches 1 to 4 meters, is reduced to about 10 centimeters and. is placed in the same flame.
The description which will follow with reference to the accompanying drawings by way of nonlimiting example will make it clear how the invention can be put into practice.
FIG. 1 is a schematic representation intended for the explanation of the method according to the invention; FIG. 2 represents the measuring device; FIG. 3 represents the curve of the extinction as a function of the blowing time; FIG. 4 represents the phosphorus content of a bath as a function of the temperature of the bath corresponding to a determined point of the extinction curve; FIG. 5 represents the extinction as a function of the temperature of the. bath corresponding to -The determined point of the extinction curve.
The light source needed to measure the extinction
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tion and light receptor are arranged in -a water-cooled tube (figure 1 and figure 2), which, as seen in figure 1, is placed at a small distance above the mouth 7 of a converter simply indicated, and more precisely inside the flame 8. The measuring distance is formed by a notch 2 of approximately 10 centimeters in length made in this tube 1 and through which the charged exhaust gases of dust flow freely.
The detail of the apparatus intended for the: extinction measurement according to the invention is shown in FIG. 2. In the tube
1, as much as possible water-cooled, is formed the notch
2 like a hook (measurement distance).
The measuring distance is crossed by the ray of a protector formed by a strong light source 3 and a converging lens 4, and the quantity of light weakened by the dust contained in the gases which pass through the measuring zone 2 is transformed into beyond this by the photoelectric cell 5 into an electric measuring current which is recorded using an electronic compensograph 6.
Figure 3 shows schematically the extinction curve recorded during the conversion of a load; momentary disturbances produced by projections are not marked on the curve. The curve shows point a, important for monitoring the operation until the end of blowing, where the curve becomes appreciably horizontal after having passed through a maximum. At this point a, the phosphorus content of the wool no longer depends Only the temperature of the bath; it is between 0.030 and 0, C60. approximately (figure 4).
From the absolute value of the quantity of light which passes through this point of the curve, we can deduce the temperature of the bath, retort it against ligure 5.
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To determine the end. blowing, the procedure is as follows: the offset point is constituted by the point recorded antomatically; based on this data, the calibration curve in Figure 5 gives the bath temperature. (n then reads on the calibration curve shown in FIG. 4 the phosphorus content as a function of the temperature of the bath. The blowing time still necessary to reach the final desired phosphorus content in the bath can then be be determined very simply from the known course of dephosphorization for the conversion operation considered.