<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Pez.fectionr..o'!ments aux tlt'oc4c1és 4. aft1nage pneumatique de fonte*
La présente invention est relative à des per- fectionnements aux procédés d'affinage pneumatique de la fonte dans un convertisseur à soufflage par le haut.
Dans les procédés d'affinage pneumatique de la fonte phosphoreuse par le haut du convertisseur, la plus grande partie du phénomène de déphosphoration se produit en général avant celui de la décarburation. Cette déphosphoration est réalisée au cours d'une première phase de l'opération d'affi- nage, laquelle est séparée par un décrassage, de la seconde phase au cours de laquelle se produit la majeure partie de la décarburation.
<Desc/Clms Page number 2>
Au début de la lére phase% on a intérêt à produire une scorie trés oxydée afin d'accéléré:' la déphos- phoration du moyen d'un bon moussage.
Une telle façon de procéder conduit cependant en .fin de prendre phaseà des tenture en fer considerées Com- me trop élevées dans la scorie. D'autre part en seconde phase, on a intérêt à effectuer l'affinage au moyen d'un jet trés pénétrant de gaz oxydant. afin d'éviter des teneurs en oxygéne trop élevées dans le métal en fin d'affinage.
Il est par conséquent difficile d'obtenir un bon moussage en début de la seconde phase, principalement poux les gros convertisseurs. Un tel moussage, favorable à la ters minaison de la déphosphoration, est également difficile à obtenir vu que tout le silicium contenant dans la fonte a été brùlé pendant la première phase.
La présente invention a pour objet un procédé permettant d'éviter ces inconvénients.
Le procédé objet de la présente invention. dans lequel on réalise un affinage pneumatique de la fonte par injection par le haut, sur ou dans le bain, d'un gaz oxydant pouvant tenir en suspension des agents scorifiants finement divisés, est essentiellement caractérisé en ce que pendant la plus grande partie d'une première phase de l'opéra'* tion d'affinage, laquelle prend fin lorsque la teneur en car* bone du bain est comprise entre 0,5 % et 1,5 %, et la teneur en phosphore comprise entre 0,1 % et 0,3 % dans le cas des fontes phosphoreuses, et entre 0,05 % et 0,15 % dans le cas
<Desc/Clms Page number 3>
des fontes hématites,
on souffle le dit gaz oxydant au moyen d'une lance dont le profil intérieur est conditionné pour obtenir un étalement important du jet sur la surface du bain sous une pression insuffisante pour assurer la pénétration du dit jet dans le métal au travers de la scorie, en ce que pen- dant les dernières minutes de cette première phase, on souffle par le haut sur le bain au moyen d'une lance dont le profil intérieur est conditionné pour assurer au jet de gaz une grande finesse et une vitesse capable de le faire pénétrer profondé- ment dans le bain au travers de la scorie, et en ce qu'après décrassage, après lequel commence la seconde phase du procédé,
on souffle sur le bain pendant la plus grande partie de cette phase avec une lance dont le profil intérieur est conditionné pour assurer au jet de gaz une grande finesse et une vitesse capable de le faire pénétrer profondément dans le bain au travers de la scorie.
Suivant une variante avantageuse de ce procédé, au début de la seconde phase on souffle sur le bain avec une lance dont le profil intérieur est conditionné pour obtenir un étalement important du jet sur la surface du bain et sous une pression insuffisante pour assurer la pénétration du dit jet dans le métal au travers de la scorie, ce mode de souffla- ge cessant quand toute la chaux à ajouter après le décrassage a été introduite dans le bain.
Suivant une modalité avantageuse du procédé ci-dessus, on utilise une seule et même lance pour effectuer
<Desc/Clms Page number 4>
l'entièreté de l'affinage, la dite lance étant terminée$ auto' vant les besoins, soit par un conduit central à profil intérieur cylindrique droit, soit par une tuyère à profil intérieur com- portant un convergent-divergent.
La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre des procédés ci-dessus décrits.
Le dispositif objet de la présente invention consiste en une Jnce pouvant être employée pendant l'entier reté de l'opération d'affinage suivant le procédé décrit ci* dessus, la dite lance étant caractérisée par un conduit con- tral à section de préférence circulaire dont le profil inté- rieur affecte au moins dans sa partie terminale, la forme d'un cylindre droit, conduit dans lequel peut se loger avec le minimum de jeu, une buselure dont le profil intérieur af- fecte la forme d'une tuyère munie d'un convergent-divergent.
la dite lance étant encore caractérisée par un organe permet- tant à la buselure de coulisser dans le conduit central de la lance, de telle façon que d'une part, en position haute de la buselure, le gaz de soufflage s'écoulant entre la buselure et la paroi intérieure du dit conduit central, s'échappe par l'extrémité inférieure cylindrique droite de la lance, en un jet étalé et-non pénétrant, et que d'autre part, en position basse de la buselure, le gaz de soufflage est forcé de passer au travers de la tuyère en un jet fin et pénétrant.
La lance objet de la présente invention, com- porte donc l'avantage important de pouvoir servir indifférem-
<Desc/Clms Page number 5>
ment à une insufflation étalée ou fine, pénétrant ou non. Il suffit de remonter ou de redescendre la buselure, On peut ainsi conduire une opération d'affinage complète sans devoir changer de lance et même sans devoir la retirer du récipient d'affinage.
Les deux croquis ci-après, donnés à titre d'exemple non limitatif, permettront de mieux comprendre le fonctionnement du dispositif de l'invention.
La figure 1 représente non à l'échelle, une coupe en long d'une modalité d'exécution de l'extrémité d'une lance suivant l'invention, munie d'un ajutage terminal cylin- drique convenant pour la projection sur le bain d'un jet de gaz étalé et de faible vitesse.
La figure 2 représente non à l'échelle la cou- pe en long d'une modalité d'exécution d'une tuyère suivant l'invention, conférant à un jet de gaz une forte pénétration dans le bain.
Sur la figure 1, la paroi 1 sert de paroi extérieure de protection à un circuit de refroidissement par eau de la lance. La paroi 2 sert de paroi intérieure pour le circuit de refroidissement et de logement à un manchon 3 chassé à l'intérieur du dit circuit de refroidissement. Un conduit cylindrique 4 sert de prolongement terminal à un manchon 3. Le manchon 3 et le conduit 4 présentent le même diamètre intérieur. Ainsi agencé, le dispositif de la figure convient pour la projection à faible vitesse d'un jet de gaz de forme étalée.
<Desc/Clms Page number 6>
La figure 2 comporte en traits mixtes (rep.5). le contour extérieur de la lance dessinée sur la figure 1.
A l'intérieur du manchon 3 se trouve logée une tuyère comportant une partie cylindrique 6, une partie divergente 7, une partie convergente 8. Cette tuyère peut coulisser librement dans le manchon 3 suivant l'axe longitue dinal de la lance. A cet effet il est solidaire d'un organe de suspension (non représenté sur la figure) dont l'extrémité est vissée dans l'embout 9 attaché à la partie 8 au moyen des bras 10.
A la partie supérieure de la lance, le dia- mètre intérie libre servant au passage du gaz d'affinage a la même valeur que celle du diamètre extérieur du manchon 3,
L'ensemble du dispositif fonctionne comme suit :
Lorsqu'on désire avoir à sa dispostion un* lance d'affinage dont le jet de sortie est étalé et à faible vitesse, on fait coulisser vers le haut l'ensemble de la tuyère et de son support jusqu'à ce que la tuyère toit coma ploiement dégagée du manchon. Dans cette position de la tuyé- re, les gaz d'affinage passent à la fois à l'extérieur et à l'intérieur de la tuyère suspendue et sortent de la lance à travers le manchon 3 et son prolongement 4.
Ces deux derniers organes présentent, comme dit plus haut, une forme cylindri- que intérieure de même diamètre.
Lorsque l'on désire avoir à sa disposition une lance d'affinage dont le jet de sortie est fin, compact et animé d'une grande vitesse, on laisse descendre la tuyère à
<Desc/Clms Page number 7>
l'intérieur de la lance mise en position verticale, jusqu'à ce que cette tuyère coulissant à l'intérieur du manchon 3 et réduisant ainsi à zéro tout l'espace compris entre l'extré- mité de la tuyère et la paroi intérieure de la lance, occupe tout le cylindre composé par la paroi intérieure du manchon 3 et par le conduit 4.
A ce moment les gaz d'affinage sont forcés de passer tous à l'intérieur qe la tuyère et de sortir de la lance avec une vitesse, une pression et un profil en conformité avec les lis des écoulements gazeux au travers des tuyères à convergent-divergent, c'est-à-dire ici, grande vi- tesse, grande énergie cinétique, jet fin, grande pénétration, pression élevée.
Au moyen d'une seule lance d'affinage munie d'une tuyère intérieure coulissante, le dispositif de l'inven- tion permet d'obtenir un jet de gaz dont la vitesse, la pres- sion, la profondeur de pénétration, l'étalement, etc... peu- vent être réglés en fonction du processus d'affinage. Cet avantage est obtenu sans devoir retirer la lance du conver- tisseur et sans devoir changer d'extrémité de lance.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
EMI1.1
Pez.fectionr..o '! Ments aux tlt'oc4c1és 4.pneumatic cast iron feed *
The present invention relates to improvements to processes for pneumatic refining of cast iron in a top blown converter.
In the processes of pneumatic refining of phosphorous iron from the top of the converter, most of the phenomenon of dephosphorization generally occurs before that of decarburization. This dephosphorization is carried out during a first phase of the refining operation, which is separated by slagging, from the second phase during which most of the decarburization takes place.
<Desc / Clms Page number 2>
At the start of the 1st phase, it is advantageous to produce a highly oxidized slag in order to accelerate: the dephosphorization by means of a good foaming.
Such a procedure, however, ultimately leads to iron hangings considered to be too high in the slag. On the other hand in the second phase, it is advantageous to carry out the refining by means of a very penetrating jet of oxidizing gas. in order to avoid excessively high oxygen contents in the metal at the end of refining.
It is therefore difficult to obtain good foaming at the start of the second phase, mainly for large converters. Such foaming, favorable to the reduction of dephosphorization, is also difficult to obtain since all the silicon containing in the cast iron was burnt during the first phase.
The object of the present invention is a method making it possible to avoid these drawbacks.
The method which is the subject of the present invention. in which pneumatic refining of the cast iron is carried out by injection from above, on or into the bath, of an oxidizing gas capable of holding finely divided slagging agents in suspension, is essentially characterized in that during the greater part of a first phase of the refining operation, which ends when the carbon content of the bath is between 0.5% and 1.5%, and the phosphorus content between 0.1% and 0.3% in the case of phosphorous cast iron, and between 0.05% and 0.15% in the case of
<Desc / Clms Page number 3>
hematite fonts,
the said oxidizing gas is blown by means of a lance, the internal profile of which is conditioned to obtain a significant spread of the jet on the surface of the bath under an insufficient pressure to ensure the penetration of the said jet into the metal through the slag, in that during the last minutes of this first phase, the bath is blown from above by means of a lance whose internal profile is conditioned to ensure that the gas jet has great finesse and a speed capable of doing so penetrate deeply into the bath through the slag, and in that after scrubbing, after which the second phase of the process begins,
the bath is blown during most of this phase with a lance, the internal profile of which is conditioned to ensure the gas jet has great finesse and a speed capable of making it penetrate deeply into the bath through the slag.
According to an advantageous variant of this process, at the start of the second phase, the bath is blown with a lance, the internal profile of which is conditioned to obtain a large spread of the jet over the surface of the bath and under insufficient pressure to ensure the penetration of the water. said jet into the metal through the slag, this blowing mode ceasing when all the lime to be added after the scouring has been introduced into the bath.
According to an advantageous embodiment of the above process, one and the same lance is used to carry out
<Desc / Clms Page number 4>
the entire refining process, said lance being terminated automatically as needed, either by a central duct with a straight cylindrical internal profile, or by a nozzle with an internal profile comprising a convergent-divergent.
A subject of the present invention is also a device for implementing the methods described above.
The device which is the subject of the present invention consists of a Jnce which can be used throughout the entire refining operation according to the method described above, the said lance being characterized by a contral duct with a preferably circular section. the internal profile of which at least in its end part has the shape of a straight cylinder, a duct in which can be accommodated with the minimum of play, a nozzle whose internal profile affects the shape of a nozzle provided of a convergent-divergent.
the said lance being further characterized by a member allowing the nozzle to slide in the central duct of the lance, so that on the one hand, in the high position of the nozzle, the blowing gas flowing between the nozzle nozzle and the inner wall of said central duct, escapes through the lower right cylindrical end of the lance, in a spread and non-penetrating jet, and that on the other hand, in the low position of the nozzle, the gas from The blowing is forced to pass through the nozzle in a fine, penetrating jet.
The lance which is the subject of the present invention therefore has the important advantage of being able to be used indifferently.
<Desc / Clms Page number 5>
ment to a spread or fine insufflation, penetrating or not. It suffices to raise or lower the nozzle. It is thus possible to carry out a complete refining operation without having to change the lance and even without having to remove it from the refining vessel.
The two sketches below, given by way of non-limiting example, will make it possible to better understand the operation of the device of the invention.
Figure 1 shows, not to scale, a longitudinal section of an embodiment of the end of a lance according to the invention, provided with a cylindrical end nozzle suitable for spraying onto the bath. of a spread gas jet and low speed.
FIG. 2 shows, not to scale, the lengthwise section of an embodiment of a nozzle according to the invention, giving a jet of gas a strong penetration into the bath.
In FIG. 1, the wall 1 serves as an outer protective wall for a water cooling circuit for the lance. The wall 2 serves as an internal wall for the cooling circuit and as a housing for a sleeve 3 driven inside said cooling circuit. A cylindrical duct 4 serves as a terminal extension of a sleeve 3. The sleeve 3 and the duct 4 have the same internal diameter. Thus arranged, the device of the figure is suitable for the projection at low speed of a gas jet of spread shape.
<Desc / Clms Page number 6>
Figure 2 has phantom lines (ref. 5). the outer outline of the lance drawn in figure 1.
Inside the sleeve 3 is housed a nozzle comprising a cylindrical part 6, a diverging part 7, a converging part 8. This nozzle can slide freely in the sleeve 3 along the longitudinal axis of the lance. To this end, it is integral with a suspension member (not shown in the figure), the end of which is screwed into the end piece 9 attached to part 8 by means of the arms 10.
At the upper part of the lance, the free internal diameter used for the passage of the refining gas has the same value as that of the external diameter of the sleeve 3,
The whole device works as follows:
When it is desired to have at its disposal a * refining lance whose output jet is spread out and at low speed, the assembly of the nozzle and its support is slid upwards until the nozzle roofs coma bending released from the sleeve. In this position of the nozzle, the refining gases pass both outside and inside the suspended nozzle and exit the lance through the sleeve 3 and its extension 4.
These last two members have, as mentioned above, an internal cylindrical shape of the same diameter.
When it is desired to have at its disposal a refining lance whose output jet is fine, compact and animated with a high speed, the nozzle is allowed to descend to
<Desc / Clms Page number 7>
inside the lance placed in a vertical position, until this nozzle slides inside the sleeve 3 and thus reducing to zero all the space between the end of the nozzle and the inner wall of the nozzle. the lance, occupies the entire cylinder made up of the inner wall of the sleeve 3 and by the duct 4.
At this point the refining gases are forced to pass all inside the nozzle and exit the lance with a velocity, pressure and profile in accordance with the lines of gas flows through the nozzles to converge. divergent, that is to say here, high speed, high kinetic energy, fine jet, high penetration, high pressure.
By means of a single refining lance fitted with a sliding internal nozzle, the device of the invention makes it possible to obtain a gas jet of which the speed, the pressure, the depth of penetration, the spread, etc ... can be adjusted according to the ripening process. This advantage is achieved without having to remove the lance from the converter and without having to change the lance end.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.