Procédé de contrôle de l'affinage de la fonte.
La présente invention est relative à un procédé
pour contrôler l'opération d'affinage de la fonte dans laquelle
on insuffle de l'oxygène industriellement pur, au moyen d'au
moins une tuyère située au-dessous de la surface du bain métallique, par exemple dans le fond du convertisseur. Cette tuyère
est généralement composée de deux conduits coaxiaux dont le
conduit central est réservé au passage de l'oxygène, l'espace -
compris entre le conduit central et le conduit périphérique
étant réservé au passage d'un fluide, de préférence à décomposition endothrrmique.par exemple un hydrocarbure liquide ou gazeux destiné à la protection de ta tuyère et des matériaux réfractaires contre l'action de l'oxygène pur.
On a déjà préconisé un certain nombre de procédés de contrôle de l'opération d'affinage avec soufflage d' oxygène par le fond du convertisseur. On peut citer par exemple les procédés basés sur des bilans de matières et des bilans, thermiques et mettant en oeuvre un modèle mathématique de calcul des enfournements.
En principe, de tels procédés permettent d'obtenir régulièrement au rabattement de la cornue, la composition et la température désirées pour le métal affiné. En pratique cependant, on constate une certaine dispersion des résultats ainsi obtenus. Cette dispersion peut être due à une mauvaise connaissance des matières enfournées, par exemple du poids ou de la composition exacte de la fonte, des ferrailles ou de la
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position de la fonte se retrouve intégralement dans le métal affiné lors du rabattement, compte tenu évidemment de la mise au mille de fonte.
Pour y remédier, on effectue généralement un rabattement prématuré de la cornue, on mesure rapidement la teneur en fer de la scorie ainsi que sa température et on reprend le soufflage avec ou sans additions pendant le temps nécessaire pour obtenir la composition et la température désirées pour le métal.
Les résultats ainsi obtenus se sont révélés satisfaisants et on a pu réduire sensiblement les dispersions qui sont généralement constatées lorsque l'on n'effectue pas de rabattement prématuré.
Certaines difficultés subsistent cependant encore
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pérature et la composition désirées de l'acier en fin d'affinage. Ces difficultés peuvent être dues au fait que les conditions de soufflage ne sont pas reproductibles........-.' La présente invention a pour objet un procéda permettant de remédier à ces inconvénients, san3 devoir pratiquer un rabattement prématuré de la cornue.
Cette invention est fondée sur les considérations suivantes..
D'une façon inattendue, on a constaté que la mesure de l'intensité lumineuse de la flamme sortant du convertisseur permet de détecter le moment de fusion de la scorie.
Par ailleurs, les promoteurs de ^La présente invention ont pu expérimentalement mettre en- évidence l'existence d'une relation entre, d'une part, la quantité d'oxygène soufflé à partir de ce moment de fusion de la scorie et, d'autre part,la teneur en fer de la scorie.
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opération d'affinage correspond à une teneur en fer bien déterminée de la scorie, cette teneur étant, dans le cas de l'affinage de fonte phosphoreuse, étroitement liée à la teneur en phosphore de la fonte.
En conséquence, la mesure de l'intensité lumineuse de la flamme sortant du convertisseur peut être utilisée pour déterminer le moment précis de la fin de l'opération d'affinage.
Conformément à ce qui vient d'être dit, le procédé objet de la présente invention est essentiellement caracté-
<EMI ID=4.1> a) on effectue les enfournements de la fonte, des mitrailles et des diverses matières d'addition constituant la charge du convertisseur; b) au moyen des tuyères composées de deux conduits coaxiaux dont est équipé le convertisseur, on souffle dans le bain métallique, de l'oxygène entouré d'un fluide protecteur; c) pendant toute la durée de l'insufflation de l'oxygène, on mesure l'intensité de la flamme sortant du convertisseur; d) on détecte le moment où l'intensité de cette flamme devient minimum, ce qui correspond au moment de la fusion de la scorie;
e) à partir de ce moment, on souffle la quantité,d'oxygène nécessaire pour atteindre le moment précis de la fin d'affinage correspondant à la quantité d'acier désirée, cette quantité d'oxygène étant déterminée à l'aide de la relation préalablement établie pour l'installation utilisée, entre la teneur en fer de la scorie et la quantité d'oxygène soufflée après la fusion de la dite scorie.
Comme déjà dit, la teneur en fer de la scorie. dont il est question en e) ci-dessus est bien la teneur correspondant à la fin de l'opération d'affinage. Elle est déterminée
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aide des résultats d'autres opérations d'affinage, soit mathématiquement à l'aide d'un modèle de calcul des enfournements
(modèle statique).
Suivant une modalité de l'invention, la qualité d'acier obtenue au moment précis de la fin de l'affinage est définie par sa composition chimique.
Suivant une autre modalité de l'invention, la qualité d'acier obtenue au moment précis de la fin de l'affinage est définie par sa température.
En effet, le moment de la fusion de la scorie étant une fonction de sa composition et de sa température, on conçoit que si l'on connaît la composition de cette scorie, on peut en déterminer facilement la température pour laquelle la fusion a lieu.
Or, on a fait la constatation que le point carac-
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dans la scorie à une teneur en fer constante de l'ordre de 5 %.
Les autres composants de la scorie peuvent être calculés à partir des enfournements réalisés dans le convertisseur. Donc, on peut connaître.la composition totale de la scorie et en déduire sa température de fusion.
On dispose ainsi d'un-capteur de mesure de la température de la scorie qui permet d'obtenir une indication significative de la température du bain métallique, notamment à cet instant et en fin d'affinage.
La mesure de l'intensité de la flamme sortant du convertisseur est avantageusement effectuée au moyen d'une cellule photoélectrique orientée ver3 une plage de la dite flamme située à environ 2,5 m au-dessus du bec du convertisseur et au coeur de cette flamme.
En visant une plage située à environ 2,50 mètres au-dessus du bec, on soustrait l'enregistrement à l'influence du rayonnement du bain qui, en quelque sorte, provoque le nivellement du signal. Par ailleurs, il importe également de viser le coeur de la flamme, pour éviter que l'instabilité des bords de flamme ne superpose au signal des fluctuations aléatoires qui peuvent masquer des transitions.
Les figures 1 et 2 annexées sont données à titre d'exemple non limitatif, pour bien faire comprendre le procédé faisant l'objet de la présente invention.
La figure 1 représente l'évolution de l'intensité
(i) de la flamme sortant du convertisseur (en ordonnée) en fonction du temps (en abscisse). La figure 2 représente la relation existant, pour l'installation utilisée, entre la teneur en fer de la scorie
(en abscisse) et la quantité d'oxygène soufflée dans le bain, après la fusion de ladite scorie (en ordonnée).
Suivant la figure 1, l'évolution de l'intensité de la flamme enregistrée par une cellule photoélectrique, par exemple au germanium ou au silicium, peut être décomposée en trois périodes en rapport étroit avec les phases métallurgiques de la conversion, soit :
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dant les trois quarts environ du temps de conver-
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période II : période de déphosphoration qui se prolonge jusqu'
à environ 95 % du temps de conversion. Cette période est plus ou moins longue suivant le type de fonte affinée (phosphoreuse ou hématite), période III : période d'oxydation du fer qui détermine la valeur du phosphore résiduel dans l'acier et termine la conversion.
La fin de la période II (déphosphoration) est caractérisée dans le. cas présent par une valeur.minimum du signal représentant l'intensité de la flamme et correspond au moment de la fusion de la scorie. Ce moment peut être aisément et automatiquement repéré à l'aide d'un composant électronique destiné
à détecter le minimum d'une fonction.
Au cours de la période III, la cellule mesurant l'intensité de la flamme fournit un signal d'amplitude croissante due à la progression de l'oxydation du fer et à l'augmentation de la température des gaz.
Le volume d'oxygène soufflé au cours de cette période III permet de prévoir avec une bonne précision, la teneur en fer de la scorie lors du rabattement du convertisseur. Cette relation est représentée à la figure 2 et des vérifications par prélèvements ont montré que cette relation correspondait effectivement à une suite d'états reproductibles du bain métallique.
Le choix du poids de silicium enfourné comme pa-
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La relation de la figure 2 est particulièrement intéressante pour déterminer l'arrêt de la conversion de fontes phosphoreuses.
REVENDICATIONS
1. Procédé de contrôle de l'affinage de la fonte avec insufflation d'oxygène entouré d'un fluide protecteur au moyen d'au moins une tuyère située en dessous de la surface du bain métallique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) on effectue les enfournements de la fonte, des mitrailles et des diverses matières d'addition constituant la charge du convertisseur,
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est équipé le convertisseur, on souffle, dans le bain métallique, de l'oxygène entouré d'un fluide protecteur,
dl pendant toute la durée de l'insufflation de l'oxygène, on
mesure l'intensité de la flamme sortant du convertisseur, d) on détecte le moment où l'intensité de cette flamme devient minimum, ce qui correspond au moment de la fusion de la scorie, e) à partir de ce moment, on souffle la quantité d'oxygène nécessaire pour atteindre le moment précis de la fin d'affinage correspondant à la qualité d'acier désirée, cette quantité d'oxygène étant déterminée à l'aide de la relation préalablement établie pour l'installation utilisée, entre la teneur en fer de la scorie et la quantité d'oxygène soufflée. après la fusion de la dite scorie.