BE819856A - Procede et dispositif pour le traitement d'un bain d'acier. - Google Patents

Description

  Procédé et disposi-tif- pour le traitement d'un bain d'acier

  
La présente invention, due à Monsieur Jean DAUBERSY, est relative à un procédé pour le traitement d'un bain d'acier et à un dispositif pour la mise en oeuvre de

  
ce procédé.

  
Il est actuellement .connu d'appliquer à l'acier liquide en poche des traitements de complément à l'opération de conversion et/ou de fusion dans des convertisseurs et autres fours métallurgiques.

  
Un traitement de ce genre, particulièrement important, consiste à injecter dans l'acier du gaz sous forme de bulles-, au moyen de tuyères ou conduits quelconques, ou d' un élément poreux par exemple disposé dans la paroi d'un récipient, élément présentant la propriété de ne laisser passer le gaz injecté que sous forme de bulles. Dans ce texte

  
un tel procédé est évoqué sous le nom de "bullage".

  
Le bullage est couramment utilisé pour mélanger l'acier, mais aussi pour en modifier la composition, par exemple pour éliminer l'hydrogène dissous ou pour parfaire l'élimination de carbone et d'oxygène sous forme de CO. Cette in-

  
 <EMI ID=1.1> 

  
sion partielle du gaz qui conditionne l'équilibre des réactions. Cet effet est comparable à une réduction de la pression absolue par l'effet du vide et le bullage se présente d'ailleurs dans la pratique industrielle comme un procédé présentant les effets du dégazage par le vide. Il est à noter que le bullage peut également être utilisé pour introduire dans le métal des additions ou des réactifs.

  
La présente invention a pour objet un procédé permettant d'améliorer la technique actuelle du bullage en réalisant cette opération dans un système à circulation méthodique et de préférence continue.

  
Le procédé objet de la présente invention, dans lequel on traite de l'acier liquide au moyen d'un gaz injecté sous forme de bulles, est essentiellement caractérisé en ce que l'on fait couler l'acier à traiter dans un conduit de préférence vertical, à partir d'un réservoir d' alimentation situé à l'extrémité supérieure de ce conduit

  
et en ce que simultanément on injecte le gaz de traitement

  
à la base du dit conduit, la circulation de l'acier et du gaz à l'intérieur du dit conduit s'effectuant ainsi à contrecourant.

  
Une telle circulation est bien méthodique visà-vis du but recherché. En effet, c'est le gaz à l'état pur qui est en contact .avec l'acier le plus pauvre en éléments

  
à éliminer, tandis que l'acier entrant dans le circuit, c'est-à-dire l'acier le plus riche en éléments à éliminer, est mis en contact avec le gaz à l'état le moins pur.

  
Suivant une modalité de l'invention, l'acier sortant du conduit de coulée après traitement est envoyé tel quel dans un récipient approprié, de préférence une lingotière et notamment dans une lingotière de coulée continue.

  
Suivant une autre modalité de l'invention, le gaz de traitement est avantageusement un gaz inerte, par exemple de l'argon ou de l'azote.

  
Dans le but de protéger l'acier contre la réoxydation au cours de son introduction dans le réservoir d'alimentation, on isole le dit réservoir de l'extérieur en laissant subsister au moins un passage pour la coulée de l'acier

  
à traiter et l'évacuation du gaz de traitement, et on maintient à l'intérieur de ce réservoir une atmosphère comprenant principalement de l'argon et/ou de l'hydrogène.

  
Dans le but de protéger également l'acier traité contre la réoxydation au cours de sa coulée dans un récipient collecteur, par exemple dans une lingotière de coulée continue, on fait passer le métal traité sortant du conduit de coulée dans une tuyère prolongeant le dit conduit,immergée dans le métal contenu dans le dit récipient et on recouvre la surface liquide de ce métal d'une couche de laitier réducteur ou on maintient cette surface dans une atmosphère protectrice.

  
 <EMI ID=2.1> 

  
alimentation du récipient collecteur en acier traité, en agissant sur le débit et/ou la direction de soufflage du gaz injecté à la base de la dite colonne.

  
Egalement suivant l'invention, on assure une répartition régulière d'éléments d'addition dans l'acier sans perte appréciable, en introduisant ces éléments sous forme de fil ou de poudre plus ou moins fine dans le réservoir d'alimentation, de préférence dans la zone d'impact du jet d'acier venant de la poche de coulée. 

  
Dans le cas où l'acier à traiter contient des inclusions à éliminer, on constitue avantageusement dans le réservoir d'alimentation une couche de laitier fluide surnageant le bain métallique et fixant les dites inclusions.

  
Une application particulièrement intéressante de l'invention est constituée par un procédé de coulée continue consistant à terminer la conversion d'un acier doux par un soufflage dans le convertisseur et/ou en poche d'un mélange

  
 <EMI ID=3.1> 

  
dans un système de ' déshydrogénation comprenant un conduit de coulée,de préférence vertical,à la base duquel on injecte un gaz inerte sous forme de bulles, le dit appareil de déshydrogénation débitant directement dans une lingotière de coulée continue à l'intervention d'une tuyère immergée prolongeant le dit conduit de coulée.

  
La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus.

  
Le dispositif, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce qu'il compre nd :  a) un conduit de coulée, de préférence vertical, à l'intérieur duquel doivent circuler en sens inverse l'acier à traiter et le gaz de traitement, b) un réservoir situé à l'extrémité supérieure du conduit de coulée pour alimenter ce dernier en acier à traiter, c) des moyens d'injection situés à l'extrémité inférieure du conduit de coulée pour alimenter ce dernier en gaz de traitement sous forme. de bulles.

  
Suivant l'invention, le réservoir d'alimentation est solidaire du conduit de coulée.

  
Egalement suivant l'inventipn, le réservoir d' alimentation du conduit de coulée est isolé de l'extérieur

  
au moyen d'une voûte ou d'un couvercle dans lequel on a ménagé au moins une ouverture pour le passage de l'acier à traiter et l'évacuation du gaz de traitement.

  
Encore suivant l'invention, la voûte ou le couvercle isolant de l'extérieur le réservoir d'alimentation du conduit de coulée peut être pourvu de deux ouvertures suffisamment espacées pour que deux poches puissent débiter côte à cote dans le dit réservoir, ce qui permet une utilisation continue du matériel.

  
Le réservoir d'alimentation du conduit de coulée

  
 <EMI ID=4.1> 

  
mettre de remplacer une poche vide par une poche pleine sans devoir interrompre le traitement de l'acier dans le conduit vertical, ce qui permet également une utilisation continue

  
 <EMI ID=5.1> 

  
Dans le cas où l'acier sortant du conduit de coulée après traitement est envoyé tel quel dans un récipient collecteur, par exemple dans une lingotière de coulée continue, l'extrémité inférieure du dit conduit de coulée comporte une tuyère de coulée immergée dans le métal liquide du dit récipient.

  
A titre d'exemple non limitatif, on peut considérer le cas d'un acier doux fabriqué dans un convertisseur. Le niveau de carbone de cet acier a été réduit par une phase

  
 <EMI ID=6.1> 

  
On aurait pu évidemment utiliser un apport de H2 et 02 dosés de telle sorte que le mélange résultant soit oxydant vis-à-vis du carbone tout en restant réducteur vis-à-vis du fer. De tels mélanges permettent de fabriquer un acier présentant à la fois des teneurs en carbone"très basses et peu d'oxygène mais introduisent dans l'acier de grandes quantités d'hydrogène dissous qu'il faut éliminer.Le procédé de 1'invention a été appliqué pour éliminer cet hydrogène par bullage à l'argon au moyen du dispositif représenté à la figure annexée. 

  
L'acier à traiter provient d'une poche (1) et est destiné après traitement à être envoyé dans la lingotière de coulée continue (2). On effectue un dégazage méthodique et continu de l'acier dans un conduit vertical (3) par injection de bulles d'argon en un endroit (4) situé à la base du dit conduit. L'extrémité inférieure de ce conduit (3) comporte une tuyère de coulée (5) et l'extrémité supérieure est munie d'un réservoir d'alimentation (6) faisant corps avec le dit conduit et recevant l'acier à traiter en provenance de la poche (1). Comme l'acier à traiter contenait des inclusions

  
à éliminer, on a constitué dans le réservoir (6) une couche de laitier fluide (9) surnageant le bain métallique et fixant les dites inclusions.

  
L'opérateur coule l'acier à traiter dans le réservoir (6) où il maintient un niveau destiné d'une part à assurer la présence continue de l'acier dans le conduit vertical et d'autre part, à éviter tout danger de débordement

  
du dit réservoir. L'acier s'écoule de haut en bas dans le conduit vertical (3) à contre-courant des bulles d'argon.

  
De ce fait, l'acier se dégaze méthodiquement de façon continue avant de pénétrer directement dans la lingotière (2).

  
On a protégé l'acier contre la réoxydation au cours de sa coulée dans le réservoir (6) en isolant le dit réservoir au moyen d'un couvercle (7) dans lequel on a ménagé une ouverture (10) pour la coulée de l'acier et en maintenant dans le réservoir (6) ainsi isolé une atmosphère comprenant principalement de l'argon et de l'hydrogène. Ces gaz

  
 <EMI ID=7.1> 

  
ture (10) et le jet de coulée et/ou par l'orifice supplémentaire (8). Dans la lingotière (2) de coulée continue, on a protégé la surface métallique liquide au moyen d'un laitier réducteur.

  
 <EMI ID=8.1>  remplacer la poche vide par une poche pleine.

  
Les éléments d'addition ont été introduits dans le réservoir (6) sous forme de poudre fine dans la zone d' impact du jet d'acier venant de la poche de coulée (1). On a obtenu une répartition régulière de ces éléments dans l'acier sans perte appréciable, grâce à l'excellent brassage produit par le bullage.

  
Le réglage précis de l'alimentation en acier traité de la lingotière de coulée continue (2) a été réalisé en agissant sur le débit de soufflage de l'argon injecté à la base (4) de la dite colonne (3).

  
Outre son efficacité, le procédé comporte de grands avantages :

  
1) simplicité : aucune manutention supplémentaire n'est requise pour la mise en oeuvre,

  
2) réglage précis et automatique de l'alimentation en acier

  
traité du récipient collecteur, par exemple de la lingotière de coulée continue : le soufflage du gaz de traitement constitue un moyen simple de régler l'alimentation du récipient collecteur d'acier traité, par action sur le débit de gaz ou la direction de soufflage.

  
3) protection contre la réoxydation :
- l'acier coulé dans le réservoir d'alimentation est protégé grâce à l'isolation de ce réservoir au moyen d'une voûte ou d'un couvercle et au maintien dans ce réser- <EMI ID=9.1> 

  
argon et/ou de l'hydrogène.

  
- par ailleurs, l'hydrogène dissous dans l'acier, qui cons-, titue une protection contre la réoxydation, n'est éliminé <EMI ID=10.1> 

  
oxyder par contact avec l'air ambiant. 

  
4) bonnes conditions- pour l'introduction d'éléments d'addition.

  
Cette introduction s'effectue dans le réservoir d'alimentation du conduit vertical et l'excellent brassage produit par le bullage assure une répartition régulière des éléments d'addition dans l'acier, sans perte appréciable.

  
5) continuité de l'opération.

  
La possibilité d'assurer la contituité de cette opération permet son insertion dans un circuit de fabrication continue d'acier et/ou de coulée continue. 

REVENDICATIONS

  
1. Procédé de traitement d'acier liquide au

  
moyen d'un gaz injecté sous forme de bulles, caractérisé en

  
ce que l'on fait couler l'acier à traiter dans un conduit de préférence vertical, à partir d'un réservoir d'alimentation situé à l'extrémité supérieure de ce conduit et en ce que simultanément on injecte le gaz de traitement à la base du

  
dit conduit, la circulation de l'acier-et du gaz à l'intérieur du dit conduit s'effectuant ainsi à contre-courant.

Claims (1)

1. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'acier sortant du conduit de coulée après traitement est envoyé tel quel dans un récipient approprié,

   de préférence une lingotière et notamment dans une lingotière

   de coulée continue,

   3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le gaz de traitement

   est un gaz inerte, par exemple de l'argon ou de l'azote.

   4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans le but de protéger l'acier contre la réoxydation au cours de sa coulée

   dans le réservoir d'alimentation, on isole le dit réservoir

   de l'extérieur en laissant subsister au moins un passage pour

   la coulée de l'acier à traiter et l'évacuation du gaz de traitement, et on maintient à l'intérieur de ce réservoir une <EMI ID=11.1>

   hydrogène.

   5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendicatior.s 1 à 4, caractérisé en ce que, dans le but de protéger l'acier traité contre la réoxydation au cours de sa coulée dans un récipient collecteur, par exemple dans une lingotière de coulée continue, on fait passer le métal traité sortant du conduit de coulée dans une tuyère prolongeant le dit conduit, immergée dans le métal contenu dans le dit récipient et on recouvre la surface liquide de ce métal d'une couche de laitier réducteur ou on maintient cette surface dans une atmosphère protectrice.

   6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on règle l'alimentation en acier traité du récipient collecteur en agissant sur le débit et/ou la direction de soufflage du gaz injecté

   à la base du dit conduit.

   7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on assure une répartition régulière d'éléments d'addition dans l'acier, sans perte appréciable, en introduisant ces éléments sous forme

   de fil ou de poudre plus ou moins fine dans le réservoir d' alimentation, de préférence dans la zone d'impact du jet d' acier venant de la poche de coulée.

   8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on constitue dans le réservoir d'alimentation une couche de laitier fluide surnageant le bain métallique et fixant les inclusions éventuellement présentes dans l'acier.

   9. Procédé de coulée continue suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à terminer la conversion d'un acier doux par un soufflage dans le convertisseur et/ou en poche d'un mélange de

   <EMI ID=12.1>

   un système de déshydrogénation comprenant un conduit de coulée de préférence vertical à la base duquel on injecte un gaz inerte sous forme de bulles, le dit appareil de déshydrogénation débitant directement dans une lingotière de coulée continue à l'intervention d'une tuyère immergée prolongeant le dit conduit de coulée.

   10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit dans l'une ou l'autre des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend :

   a) un conduit de coulée de préférence vertical, à l'intérieur duquel doivent circuler en sens inverse l'acier à traiter et le gaz de traitement, b) un réservoir situé à l'extrémité supérieure du conduit de coulée pour alimenter ce dernier en acier à traiter, c) des moyens d'injection situés à l'extrémité inférieure du conduit de coulée pour alimenter ce dernier en gaz de traitement sous forme de bulles.

   11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le réservoir d'alimentation est solidaire du conduit de coulée.

   12. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le réservoir d'alimentation du conduit de coulée est isolé de l'extérieur au moyen d'une voûte ou d'un couvercle dans lequel on a ménagé au moins une ouverture pour le passage de l'acier à traiter et l'évacuation du gaz de traitement.

   13. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la voûte ou le couvercle isolant de l'extérieur le réservoir d'alimentation du conduit de coulée est pourvu de deux ouvertures suffisamment espacées pour que deux poches puissent débiter côte à côte dans le dit réservoir. 14. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que le réservoir d' alimentation du conduit de coulée est d'une capacité suffisante pour permettre de remplacer une poche vide par une poche pleine, sans devoir interrompre le traitement de l'acier dans le conduit de coulée.

   15. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que, dans le cas où l'acier sortant du conduit de coulée après traitement est envoyé tel quel dans un récipient collecteur, par exemple dans une lingotière de coulée continue, l'extrémité inférieure du dit conduit de coulée comporte une tuyère de coulée immergée dans le métal liquide du dit récipient.