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L'invention a pour objet un procédé d'élaboration d'aciers à bas azo- te dans lequel on souffle dans le bain le métal, pendant que celui-ci se trouve dans un four rotatif comportant un revêtement réfractaire et tournant autour d'un axe horizontal ou sensiblement horizontal, un gaz d'affinage enrichi en oxygène, de préférence de l'oxygène techniquement pur, en utilisant des lances qui passent par des ouvertures ménagées dans les parois frontales du four rotatif pour péné- trer à l'intérieur du four et pénètrent, de préférence obliquement, après avoir traversé la couche de scories, à l'intérieur du bain.
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Ce procédé et caractérisé en-premier'lieu --par un Tëdeme'ntu&'utMisa.t'ioH'élevé de l'oxygène, alâa-âit 4e rl laffinao- te-t 5.- pàt p g5*ns6,que nt 9 par - de, -.ttêie - 'a:vanta- geuses conditions d'utilisation du four, la durée du revêtement étant longue et
EMI1.2
pertes en fer, c'est-à-diie la scorification du fer, étant réduiteso
On a déjà amélioré le rendement thermique de ce procédé en utilisant des lances supplémentaires, qui pénétraient, en passant par des ouvertures ména- gées dans la paroi frontale, à l'intérieur du four sans atteindre le bain et dans lesquelles on soufflait de l'oxygène destiné à brûler l'oxyde de carbone qui se dégageait du bain au cours de l'affinage.
Cet oxygène était introduit sous forme d'oxygène techniquement pur ou, au moins, sous forme d'air fortement enrichi en oxygène, de manière à éviter autant que possible le contact d'azote avec le bain métallique pour éviter l'augmentation de la teneur en azote du bain métallique.
On a été surpris de constater que lorsqu'on emploie le procédé d'af- finage au four rotatif qui vient d'être décrit il ne se produit aucune augmenta= tion notable de la teneur en azote de l'acier obtenu si l'on utilise, pour la com- bustion de l'oxyde de carbone provenant du bain, de l'air atmosphérique. Il est préférable de chauffer cet air à environ 600 C.
L'invention consiste donc, lors de l'élaboration d'aciers à bas azote, dans un four rotatif tournant autour d'un axe sensiblement horizontal, contenant un bain de fonte et dans lequel on souffle, par des lances qui pénètrent par une ouver- ture centrale ménagée dans la paroi frontale et dont certaines pénètrent dans le bain tandis que les autres ne l'atteignent pas, un gaz d'affinage, qui est, dans les lances aboutissant à l'intérieur du bain, un gaz enrichi en oxygène, de pré- férence de l'oxygène techniquement pur et, dans les lances qui n'atteignent pas le bain, de l'air chauffé de préférence à environ 600 C.
Ce procédé permet de réduire d'une manière considérable, par rapport aux procédés employés jusqu'à présent, les quantités d'oxygènes utilisées, d'un prix de revient élevé, et d'obtenir des résultats très avantageux du point de vue économique. D'autre part, l'emploi d'air pour la combustion de l'oxyde de car- bone sé traduit par le fait que la température de combustion à l'intérieur du four est moins élevée, ce qui a une influence favorable sur la durée du revêtement ré- fractaire du four d'affinageo
Dans le procédé qui fait l'objet de l'invention, il n'est pas néces- saire d'augmenter la durée de l'élaboration par rapport à celle qui correspond au procédé employé jusqu'à présent,
puisque la durée de l'affinage dépend surtout de l'action de l'oxygène soufflé au-dessous de la surface du bain et que la durée de l'affinage peut être réduite en augmentant cette quantité d'oxygène,
La comparaison suivante permet de mettre en évidence l'économie que l'invention permet de réaliser en ce qui concerne l'oxygène à teneur élevée, dont le prix de revient est élevéo
Une fonte contenant 3,5 de C, 0,40 à 0,60 % de Si, 1,80 à 2,00 % de Mn, 0,10 à 0,15 % de P et 0,050 à 0,
070 % de S a été traitée dans les conditions suivantes
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<tb> CAS <SEP> A <SEP> CAS <SEP> B <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Charge <SEP> de <SEP> fonte <SEP> 650000 <SEP> kg <SEP> 560000 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Addition <SEP> de <SEP> chaux <SEP> 2.300 <SEP> kg <SEP> 20100 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Addition <SEP> de <SEP> minerai <SEP> froid <SEP> 40000 <SEP> kg <SEP> 20500 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Débit <SEP> du <SEP> gaz <SEP> d'affinage <SEP> souf-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> flé <SEP> à <SEP> l'intérieur <SEP> du <SEP> bain <SEP> 1.000 <SEP> m3/h <SEP> 10250 <SEP> m3/h
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> oxygène <SEP> du <SEP> gaz
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> d'affinage <SEP> 80 <SEP> % <SEP> 80 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Débit <SEP> du <SEP> gaz <SEP>
d'affinage <SEP> souf- <SEP> 3/h
<tb>
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flé an-dessus du bain 40100 m 3, h 90000 m3 fh
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<tb> Teneur <SEP> en <SEP> oxygène <SEP> du <SEP> gaz
<tb>
<tb>
<tb> d'affinage <SEP> 80 <SEP> % <SEP> 21 <SEP> % <SEP> (air)
<tb>
<tb> Durée <SEP> du <SEP> soufflage <SEP> 55 <SEP> mino <SEP> 70 <SEP> min.
<tb>
<tb>
<tb>
Durée <SEP> de <SEP> l'élaboration <SEP> 110 <SEP> " <SEP> 130 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb> Quantité <SEP> d'oxygène <SEP> utilisée
<tb>
<tb>
<tb> par <SEP> tonne <SEP> de <SEP> fonte <SEP> 58 <SEP> m3 <SEP> 60 <SEP> m3
<tb>
<tb>
<tb> Quantité <SEP> d'oxygène <SEP> utilisée
<tb>
<tb>
<tb> par <SEP> minute <SEP> et <SEP> par <SEP> tonne <SEP> de <SEP> 1,05 <SEP> m3 <SEP> 0,86 <SEP> m
<tb>
<tb>
<tb> fonte
<tb>
<tb>
<tb> Analyse <SEP> de <SEP> l'acier <SEP> obtenu <SEP> en <SEP> % <SEP> :
<SEP> C <SEP> 0,12 <SEP> 0,13
<tb>
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Mn o, 85 0, 95
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<tb> 0,017 <SEP> 0,015
<tb>
<tb> S <SEP> 0,019 <SEP> 0,020
<tb>
<tb> 0,0035 <SEP> 0,004
<tb>
La quantité d'oxygène utilisée par tonne de fonte dans le cas B n' était que légèrement supérieure à celle qui correspondait au cas A, mais dans le cas B le 1/3 seulement de la quantité totale d'oxygène a dû être utilisé sous forme d'oxygène concentré, d'un prix de revient élevé, alors que les 2/3 de la quantité d'oxygène totale ont pu être utilisés sous forme dair ordinaireo Ce- pendant, la teneur en azote de l'acier obtenu était presque aussi basse dans le cas B que dans le cas Ao
La quantité d'oxygène utilisée par minute et par tonne de fonte était inférieure dans le cas B à ce qu'elle était dans le cas A,
ce qui a obligé évidem= ment à allonger d'une quantité correspondante la durée du soufflage et, par consé- quent, la durée de 1 élaboration Cependant on aurait pu réduire, dans le cas B, la durée du soufflage et de l'élaboration en augmentant la quantité d'oxygène soufflée à l'intérieur du bain.
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The subject of the invention is a process for the production of low-nitrogen steels in which the metal is blown into the bath, while the latter is in a rotary furnace comprising a refractory coating and rotating around a horizontal or substantially horizontal axis, an oxygen-enriched refining gas, preferably technically pure oxygen, using lances which pass through openings in the front walls of the rotary kiln to enter the interior of the oven and penetrate, preferably obliquely, after passing through the slag layer, inside the bath.
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This process is characterized firstly --by a high Tëdeme'ntu & 'uMisa.t'ioH' of oxygen, alâa-âit 4e rl laffinao- te-t 5.- pàt p g5 * ns6, that nt 9 par - de, -.ttêie - 'a: excellent conditions of use of the oven, the duration of the coating being long and
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iron losses, i.e. slagging of iron, being reduced
The thermal efficiency of this process has already been improved by using additional lances which penetrated, through openings in the front wall, into the interior of the furnace without reaching the bath and into which was blown. oxygen intended to burn the carbon monoxide which was released from the bath during refining.
This oxygen was introduced in the form of technically pure oxygen or, at least, in the form of air highly enriched in oxygen, so as to avoid as much as possible the contact of nitrogen with the metal bath to avoid the increase in the content. nitrogen from the metal bath.
It has been surprised to find that when the rotary kiln refining process which has just been described is employed, no appreciable increase in the nitrogen content of the steel obtained occurs if one takes place. uses atmospheric air for the combustion of carbon monoxide from the bath. It is best to heat this air to around 600 C.
The invention therefore consists, during the production of low-nitrogen steels, in a rotary furnace rotating about a substantially horizontal axis, containing a cast iron bath and into which one blows, by lances which enter through an opening. - central ture formed in the front wall and some of which penetrate into the bath while the others do not reach it, a refining gas, which is, in the lances ending inside the bath, a gas enriched in oxygen , preferably technically pure oxygen and, in lances which do not reach the bath, air preferably heated to about 600 C.
This process makes it possible to reduce considerably, compared with the processes employed hitherto, the quantities of oxygen used, at a high cost, and to obtain very advantageous results from an economic point of view. On the other hand, the use of air for the combustion of the carbon monoxide se results in the fact that the combustion temperature inside the furnace is lower, which has a favorable influence on the combustion. duration of refractory lining of the refining furnace
In the process which is the subject of the invention, it is not necessary to increase the duration of the production compared to that which corresponds to the process employed until now,
since the duration of the refining depends mainly on the action of the oxygen blown below the surface of the bath and the duration of the refining can be reduced by increasing this quantity of oxygen,
The following comparison makes it possible to demonstrate the savings that the invention makes it possible to achieve with regard to high-content oxygen, the cost of which is high.
A cast iron containing 3.5 C, 0.40 to 0.60% Si, 1.80 to 2.00% Mn, 0.10 to 0.15% P and 0.050 to 0,
070% S was treated under the following conditions
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<tb> CAS <SEP> A <SEP> CAS <SEP> B <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Load <SEP> of <SEP> cast iron <SEP> 650000 <SEP> kg <SEP> 560000 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Addition <SEP> of <SEP> lime <SEP> 2.300 <SEP> kg <SEP> 20100 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Addition <SEP> of <SEP> ore <SEP> cold <SEP> 40000 <SEP> kg <SEP> 20500 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Flow <SEP> of the <SEP> refining gas <SEP> <SEP> souf-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> flé <SEP> to <SEP> inside <SEP> of <SEP> bath <SEP> 1.000 <SEP> m3 / h <SEP> 10250 <SEP> m3 / h
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Content <SEP> in <SEP> oxygen <SEP> of the <SEP> gas
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> refining <SEP> 80 <SEP>% <SEP> 80 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gas <SEP> flow <SEP> <SEP>
refining <SEP> souf- <SEP> 3 / h
<tb>
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flé above the bath 40 100 m 3, h 90 000 m3 fh
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<tb> Content <SEP> in <SEP> oxygen <SEP> of the <SEP> gas
<tb>
<tb>
<tb> refining <SEP> 80 <SEP>% <SEP> 21 <SEP>% <SEP> (air)
<tb>
<tb> Duration <SEP> of the <SEP> blowing <SEP> 55 <SEP> mino <SEP> 70 <SEP> min.
<tb>
<tb>
<tb>
Duration <SEP> of <SEP> elaboration <SEP> 110 <SEP> "<SEP> 130 <SEP>"
<tb>
<tb>
<tb> Quantity <SEP> of oxygen <SEP> used
<tb>
<tb>
<tb> per <SEP> ton <SEP> of <SEP> cast iron <SEP> 58 <SEP> m3 <SEP> 60 <SEP> m3
<tb>
<tb>
<tb> Quantity <SEP> of oxygen <SEP> used
<tb>
<tb>
<tb> per <SEP> minute <SEP> and <SEP> per <SEP> ton <SEP> of <SEP> 1.05 <SEP> m3 <SEP> 0.86 <SEP> m
<tb>
<tb>
<tb> font
<tb>
<tb>
<tb> Analysis <SEP> of <SEP> the steel <SEP> obtained <SEP> in <SEP>% <SEP>:
<SEP> C <SEP> 0.12 <SEP> 0.13
<tb>
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Mn o, 85 0, 95
EMI2.5
<tb> 0.017 <SEP> 0.015
<tb>
<tb> S <SEP> 0.019 <SEP> 0.020
<tb>
<tb> 0.0035 <SEP> 0.004
<tb>
The quantity of oxygen used per tonne of cast iron in case B was only slightly higher than that corresponding to case A, but in case B only 1/3 of the total quantity of oxygen had to be used under form of concentrated oxygen, at a high cost, while 2/3 of the total amount of oxygen could be used in the form of ordinary air; however, the nitrogen content of the steel obtained was almost as low in case B as in case Ao
The quantity of oxygen used per minute and per tonne of cast iron was lower in case B than it was in case A,
which obviously obliged to lengthen by a corresponding amount the duration of the blowing and, consequently, the duration of the elaboration. However, in case B, the duration of the blowing and the elaboration could have been reduced. by increasing the amount of oxygen blown inside the bath.