BE880450A - IMPROVEMENTS IN STEEL MANUFACTURING - Google Patents

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BE880450A
BE880450A BE0/198439A BE198439A BE880450A BE 880450 A BE880450 A BE 880450A BE 0/198439 A BE0/198439 A BE 0/198439A BE 198439 A BE198439 A BE 198439A BE 880450 A BE880450 A BE 880450A
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BE0/198439A
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Kawasaki Steel Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

       

  "Perfectionnements à la fabrication d'aciers"  <EMI ID=1.1> 

  
 <EMI ID=2.1> 

  
La présente invention est relative à un procédé pour maîtriser ou contrôler la formation de scories dans un convertis-

  
 <EMI ID=3.1> 

  
tisseur et à un procédé pour régler ou maîtriser le soufflage

  
dans un tel convertisseur.

  
En ce qui concerne le réglage du point final de réaction d'un convertisseur LD, on a tout d'abord développé un procédé dans lequel les quantités nécessaires de matière de refroidissement et d'oxygène sont calculées sur un modèle statique et on a introduit le réglage en utilisant un ordinateur.

  
Ensuite, on a développé le réglage dynamique dans lequel la teneur de carbone du bain d'acier fondu et la température de l'acier fondu sont mesurées par une sous-lance et le point final est déduit et.modifié au départ des résultats, ce réglage étant actuellement popularisé. Si on utilise ce procédé, la précision de la teneur de carbone et de la température au point final sont améliorées jusqu'à environ 70-80%, tandis que la précision susdite dans le modèle statique était de 30-40%, mais il y a une limitation dans le réglage dynamique. Par conséquent, les inventeurs ont essayé d'éviter cette limitation et ont standardisé le procédé de soufflage pour chaque classe de types d'acier en prenant en considération les conditions initiales du soufflage, c'est-à-dire

  
les composants de la fonte brute fondue, la température et la proportion de fonte brute fondue, et cette standardisation a été mémorisée dans un ordinateur à titre de schéma de base du soufflage, et le programme de la hauteur de lance, du débit d'oxygène et des quantités de matières auxiliaires, etc., a été automatiquement réglé d'après ce schéma de base, de sorte que la précision a été   <EMI ID=4.1> 

  
améliorée jusqu'à environ 90%. Toutefois, sous certaines conditions de fonte brute fondue et de fonctionnement du convertisseur, il était impossible d'assurer le soufflage automatique désiré et il était nécessaire de régler le volume d'oxygène et la température d'acier fondu au point final de manière plus précise, et en outre si les quantités nécessaires de P et de Mn peuvent être contrôlées, il est possible de décharger l'acier juste après l'arrêt du soufflage sans confirmation des résultats d'analyse, et la durée utile des briques de garniture intérieures du convertisseur peut être prolongée.

  
A cet effet, il est efficace de déceler à tout moment les conditions de formation de scories dans le convertisseur et d'introduire les résultats dans le réglage automatique décrit cidessus du programme.

  
A titre de moyen de détection des conditions de formation des scories, on a essayé antérieurement de mesurer le son dans le convertisseur mais l'information est indirecte et la précision n'est pas suffisante, et en outre un appareil de détection est habutuellement agencé juste au-dessus du convertisseur, de sorte que l'appareil est désavantageusement exposé à des conditions défavorables, telles qu'une haute température et des poussières. Séparément, il existe un procédé dans lequel le gaz perdu est analysé mais ce procédé est également une information indirecte et en retard par rapport à la réaction dans le convertisseur, de sorte que ce procédé ne peut pas être utilisé de façon satisfaisante.

  
Les inventeurs ont trouvé que, dans le soufflage à réglage automatique programmé dans le réglage du soufflage d'un convertisseur LD, dans lequel le procédé de soufflage est standardisé et mémorisé dans un ordinateur et ensuite le soufflage est réalisé  <EMI ID=5.1> 

  
 <EMI ID=6.1> 

  
 <EMI ID=7.1> 

  
afin d'améliorer la précision au point final, un vibromètre est

  
 <EMI ID=8.1> 

  
 <EMI ID=9.1> 

  
ries est mesurée et les conditions de progrès de la formation de scories sont déterminées, les résultats se reflétant par la modification automatique de la hauteur de lance et du débit d'oxygène programmés comme décrit ci-dessus, de sorte que l'on peut obtenir de bons résultats.

  
La présente invention sera expliquée plus en détails ciaprès.

  
Pour une meilleure compréhension de l'invention, on se référera aux dessins annexés, dans lesquels :

  
les Figures l(a)-l(f) montrent les formes d'onde de la variation d'accélération de la lance principale durant le soufflage dans le convertisseur ; la Figure 2 est une vue montrant les dimensions du convertisseur à essayer ; la Figure 3 est un graphique montrant la variation, des valeurs intégrées d'accélération, se développant dans le soufflage ; la Figure 4 est une vue explicative d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant le premier aspect de la présente invention ; la Figure 5 est une vue explicative d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant un second aspect de la présente invention. la Figure 6 est un graphique montrant la forme d'onde initiale de l'accélération du mouvement de la lance en direction horizontale et la variation de la valeur moyenne intégrée par  <EMI ID=10.1> 

  
groupe de plusieurs secondes ; -et@ 

  
 <EMI ID=11.1> 

  
discrimination de la formation des scories :
la Figure 8 est une vue de conception de la variation de l'état du convertisseur jusqu'à ce que le débordement se produise ;  la Figure 9 présente des graphiques illustrant la forme de réalisation de l'estimation suivant la présente invention ;  la Figure 10 montre des vues de schéma classifié de la variation d'accélération du mouvement de la lance ; la Figure 11 est un graphique de discrimination du débordement ;  la Figure 12 est un schéma illustrant l'ordre des opérations du soufflage dans le convertisseur ;

    la Figure 13 est une vue explicative d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant le troisième aspect de la présente invention ; la Figure 14 est une vue expliquant l'état de formation des scories dépendant du niveau de hauteur d'onde que l'on obtient en décelant l'accélération agissant sur la lance par rapport au mouvement des scories ; la Figure 15 est une vue expliquant le réglage suivant un exemple de la présente invention ; la Figure 16 est une vue explicative d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant le quatrième aspect de la présente invention ;  la Figure 17 est un graphique montrant la relation entre l'accélération en direction horizontale, agissant sur la lance, et le produit du'débit d'oxygène et de la profondeur de lance immer--- 

  
 <EMI ID=12.1>  la Figure 18 est une vue explicative montrant la discri- <EMI ID=13.1> 

  
les Figures 19a et 19b sont des vues explicatives illustrant l'influence due à une variation dans le fond du convertisseur  la Figure 20 est une vue explicative montrant le réglage de soufflage ajouté au réglage de formation des scories suivant

  
la présente invention ; 

  
les Figures 21a et 21b sont des vues expliquant deux mesures directionnelles d'accélération  la Figure 22 est une vue explicative d'un appareil pour <EMI ID=14.1> 

  
présente invention ;  la Figure 23 est une vue explicative illustrant un type  de variation par rapport au temps écoulé d'une valeur moyenne  d'accélération en direction horizontale, agissant sur la lance,  par rapport à la valeur moyenne dans la direction x et la valeur 

  
1 composée : et  la Figure 24 est un graphique illustrant la relation  entre l'accélaration en direction horizontale agissant sur la

  
lance et le produit du débit d'oxygène et de la profondeur d'immersion de la lance.

  
 <EMI ID=15.1> 

  
triser la formation des scories dans un convertisseur, grâce auquel on empêche le débordement et on peut obtenir les conditions optimales de formation de scories suivant le type d'acier fondu.

  
Il est avantageux de déceler directement l'énergie cinétique des scories grâce à un détecteur, tel qu'une lance principa- <EMI ID=16.1> 

  
jections de scories à l'intérieur du convertisseur ou déplacé par immersion dans les scories en écumes, sans passage à. travers un milieu intermédiaire. En particulier, dans ce cas, le choc des projections contre la lance est tout à fait irrégulier et, lorsque la lance est immergée dans les scories en écumes, comme la lance est soumise à une énergie irrégulière dans l'état contrarié, il est plus avantageux de déceler l'énergie avec l'accélération que de mesurer la somme de déplacement de la lance par vibration.

  
Toutefois, dans la variation de l'accélération dans ce cas, l'influence de la masse fondue se trouvant dans le convertisseur s'ajoute à la vibration naturelle de la lance et de l'ajutage qui y est connecté, de sorte qu'à moins qu'un tel mouvement soit séparé et supprimé, l'état correct de formation des scories ne peut pas être décelé.

  
Suivant cet aspect de l'invention, de manière à déceler de la façon la plus correcte l'état existant dans le convertisseur durant le soufflage, en particulier la variation de la formation des scories, par le détecteur décrit ci-dessus pour l'accéléra-

  
 <EMI ID=17.1> 

  
jections de scories ou de métal ou encore des scories en écumes, est décelée sous la forme de la variation d'accélération par un accéléromètre, par exemple un vibreur à cristaux, prévu à la partie supérieure du détecteur. On a trouvé par expérience que les formes d'onde de la variation d'accélération de la lance principale durant le soufflage se classe suivant les formes illustrées par les Figures l(a)-l(f). L'échelle minimale pour l'abscisse illustrée par cette Figure 1 est d'environ 3 secondes.

  
D'une manière générale, la forme d'onde de la variation   <EMI ID=18.1> 

  
d'accélération de la lance durant le soufflage, au démarrage,

  
est la forme (a) et elle devient la forme (f) par amortissement,

  
et lorsque la hauteur de la lance est modifiée ou que les matières auxiliaires sont chargées, la forme (a) apparatt à nouveau. Toutefois, on a trouvé que, lorsque la formation de scories se développe, les formes d'onde deviennent les formes (b) et (c) et que, lorsque la formation des scories se trouve à l'état favorable, la forme d'onde devient (d), tandis que, lorsque le débordement se

  
 <EMI ID=19.1> 

  
une fréquence élevée, telle qu'illustrée en (e).

  
Lorsqu'une accélération du mouvement de la lance durant

  
le soufflage est décelée, il est impossible de négliger l'influence du conduit de la lance et, par exemple, lorsque la hauteur de lance est modifiée, le conduit vibre sur le moment et la vibration est différente suivant l'installation, mais se poursuit sur des dizaines de secondes, puis la vibration s'atténue.

  
En outre, lorsqu'on charge les matières auxiliaires

  
dans le convertisseur, au moment où ces matières heurtent la lance, elles donnent une vibration à celle-ci et au conduit et perturbent la détection de la formation des scories. De plus, lorsque le métal fondu se dépose sur la lance, les vibrations décrites ci-dessus sont différentes suivant les cas.

  
Lorsque la variation d'accélération d'une lance ayant les dimensions illustrées par la Figure 2 est analysée par rapport à la fréquence, on a constaté que, dans un convertisseur de 250 tonnes, une vibration d'une faible fréquence d'environ 0,3 Hz découle de la vibration naturelle de la lance et du conduit et n'illustre pas directement les conditions de formation des scories. Cela signifie que des ondes ayant une faible fréquence comme illustré  <EMI ID=20.1> 

  
 <EMI ID=21.1>  la Figure 1 illustrent une telle vibration naturelle et que, comme dans le cas des formes d'onde (b) et (c), de petites ondes d'une haute fréquence s'appliquant sur ces ondes illustrent l'énergie appliquée à la lance par les projections de scories ou les scories en écumes.

  
La variation d'accélération due aux scories ayant une plus haute fréquence que la vibration naturelle due à la lance et au conduit n'est pas régulière dans la forme d'onde mais la fréquence est d'environ 1-2 Hz et se situe dans une gamme relativement étroite dans le cas du convertisseur de 250 tonnes cité cidessus.

  
On suppose que cette fréquence diffère suivant le profil du convertisseur mais la fréquence peut facilement se distinguer de la fréquence naturelle de la lance.

  
La forme d'onde, après élimination de la composante de basse fréquence de la variation d'accélération est intégrée et le niveau des valeurs intégrées est classé en plusieurs zones. Si l'état de formation des scories est discriminé par la hauteur de la zone classifiée décrite ci-dessus et si cette discrimination est combinée avec la variation des conditions de soufflage , le soufflage peut Atre réglé ou maîtrisé. De plus, le débordement peut être prédit en utilisant la variation des valeurs intégrées citées ci-dessus.

  
Sur la Figure 3, les valeurs intégrées de l'accélération toutes les 5 secondes ont été calculées et les valeurs obtenues sont montrées par un graphique. L'action de la hauteur de la lance et du débit d'oxygène se traduit par la zone de discrimination correspondant à la valeur moyenne des valeurs intégrées cal- <EMI ID=22.1> 

  
culées pendant 20 secondes. De plus, la débordement peut être prédit par la vitesse d'élévation ou d'augmentation des valeurs intégrées. Dans ce cas, lors de la variation de la valeur moyenne toutes les 20 secondes, la réponse tarde, de sorte qu'il peut être désirable de réaliser la détection par la vitesse d'élévation de la valeur intégrée toutes les 5 secondes.

  
La Figure 4 illustre une installation pour la mise en oeuvre de la présente invention suivant son premier aspect. Sur la Figure 4, le numéro de référence 1 désigne un convertisseur, le numéro 2 désigne uns lance principale, les numéros 3 et 4 désignent des conduits pour l'alimentation d'oxygène et d'eau de re-

  
 <EMI ID=23.1> 

  
le convertisseur, le numéro 6 désigne des scories en mousses, le numéro 7 est un accéléromètre, le numéro 8 désigne le filtre, le numéro 9 est un amplificateur, le n[deg.] 10 est un processeur d'intégration et le numéro 11 désigne le dispositif mesurant la formation des scories et un indicateur pour prévoir le débordement.

  
Lorsque l'énergie cinétique des scories est décelée directement par la lance ou la sous-lance introduite dans le convertisseur de la manière décrite précédemment, la précision est beaucoup plus grande que par la méthode de mesure à l'intervention de l'autre milieu intermédiaire.

  
Lorsque le mouvement de vibration de la lance et de la sous-lance est mesuré, la précision de la détection de la formation de scories peut être améliorée en utilisant l'accéléromètre afin de déceler l'énergie irrégulière dans l'état contrarié, et en outre en séparant la variation d'accélération due à la fréquence naturelle de la lance et du conduit, et la variation d'accélération due aux scories, et en intégrant seulement celle-ci. 

  
 <EMI ID=24.1> 

  
La vibration libre de la lance et du conduit, provoquée par les chocs mécaniques dus au mécanisme de suspension de la lance et au mécanisme de support de cette lance lorsque la hauteur de lance est modifiée, varie en ce qui concerne l'état vibratoire, car, lorsque la hauteur de lance change, la longueur depuis le point de support jusque la pointe de la lance se modifia et en outre le poids de la lance varie du fait du dépôt d'acier fondu sur cette lance, de sorte qu'il est important que la variation d'accélération due à la fréquence naturelle de la lance et du conduit

  
 <EMI ID=25.1> 

  
En outre, en cours de développement de l'invention, à savoir suivant le premier aspect de celle-ci, les inventeurs ont trouvé un procédé permettant de prédire le débordement dans le convertisseur, suivant lequel une opération pour empêcher le débordement provoqué durant le soufflage à l'intérieur du convertisseur peut être réalisée avant ce débordement et de façon pertinente .

  
D'une façon générale, le phénomène du débordement dans un convertisseur englobe le cas où le niveau des scories en mousses s'élève graduellement et déborde par l'ouverture du convertisseur, et le cas où une réaction soudaine accidentelle est créée

  
et un débordement explosif se produit, le premier cas pouvant être prédit dans une certaine mesure en observant l'état d'éparpillement des gouttelettes fondues de scories au geulard du convertisseur, et ce à l'oeil nu ou par une méthode traditionnelle, tandis que le débordement accidentel cité en dernier lieu se produit en un temps court et, par conséquent, la prédiction est difficile.

  
Cependant, l'accélération du mouvement de la lance peut être mesurée sans retard de temps et directement transférée depuis  <EMI ID=26.1> 

  
le mouvement des scories, de sorte que ceci est tout particulière-

  
 <EMI ID=27.1> 

  
signifie que, comme illustré par la Figure 5, lorsque l'accélération du mouvement en direction horizontale de la lance principale est mesurée, par exemple par un accéléromètre oscillant à cristaux 2, la valeur de cet accélération devient plus grande d'après le progrès de la formation des scories et la valeur correspond correctement à la force énergique due à la formation de mousses de scories.

  
Sur la Figure 5, le numéro 1 désigne le convertisseur, le numéro 5 est l'acier fondu durant le soufflage à l'intérieur du convertisseur, le numéro 6 désigne les scories formées dans le convertisseur, le numéro 9 est l'amplificateur du dispositif de mesure relié à l'accéléromètre 7, le numéro 14 désigne un démodulateur,

  
le numéro 15 est un conformateur de forme d'onde, le numéro 16 est un enregistreur, le numéro 17 est un calculateur de traitement et le numéro 18 est un dispositif de réglage pour la position de la lance et/ou le débit d'oxygène.

  
La variation d'accélération décrite ci-dessus est soumise à un procédé opératoire mentionné ci-après d'après le second aspect de la présente invention et la valeur obtenue est utilisée pour prédire les conditions de formation de scories après 10 secondes jusqu'à des dizaines de secondes. L'accélération de la lance principale 2, décelée par l'accéléromètre 7, est intégrée toutes les plusieurs secondes par le conformateur de forme d'onde
15 et les résultats, pour lesquels la variation durant le soufflage est enregistrée, sont illustrés par la Figure 6. Sur cette Figure 6, (a) montre la forme d'onde initiale et (b) montre la variation des valeurs moyennes intégrées toutes les. plusieurs seconde*?.. 

  
 <EMI ID=28.1> 

  
 <EMI ID=29.1> 

  
condes sont accumulées toutes les 20-30 secondes et l'état de for-  mation des scories peut être distingué ou différencié par les ni-  veaux tels qu'illustrés par l'ordonnée du cOté droit de la Figure 7.

  
Les inventeurs ont trouvé la technique de commande automatique de soufflage, dans laquelle ces niveaux sont classés en cinq zones comme illustré par la Figure 7, et les zones classées sont utilisées pour différencier l'état de formation des scories et lorsque la discrimination s'écarte du cadre de l'intensité vibratoire idéale, les conditions de soufflage varient.

  
Dans la forme de réalisation pour la discrimination de la formation de scories suivant la Figure 7, la partie A situe le moment où le débordement se produisait mais, suivant la présente invention, le comportement de la partie B, juste avant que le débordement se produise, est notée particulièrement et est destinée à prédire ainsi le débordement.

  
Cela signifie qu'on estime, en formulant la variation dans le temps des valeurs moyennes intégrées de l'accélération de la vibration de lance dans la partie B, quand le débordement se produira, c'est-à-dire après combien de secondes.

  
L'état de la variation dans le temps des valeurs moyennes intégrées de l'accélération de la vibration de lance, lorsque le débordement se produit, est agrandi et illustré par la Figure 8.

  
La variation dans le temps des valeurs moyennes intégrées, juste avant le débordement, présente une augmentation suivant une fonction quadratique ou fonction exponentielle comme illustré par la Figure 8, A et B, de sorte qu'en supposant que cette variation dans le temps suive la formule : 

  

 <EMI ID=30.1> 


  
les coefficients a, b et c sont déterminés et une estimation

  
des valeurs. moyennes intégrées de l'intensité de vibration après

  
t secondes est calculée et, lorsque cette valeur entre dans la 

  
zone de discrimination du débordement, les conditions de souffla- 

  
ge sont changées de façon appropriée et on peut éviter le déborde-  ment de façon efficace. 

  
Une application d'estimation réalisée dans un convertisseur de 250 tonnes est illustrée par les Figures 9(a) et 9(b) et l'erreur de la valeur estimée par rapport à la valeur réelle après

  
5 secondes n'est que d'environ 4%. La formule (1) ou (2) utilisée  dans cette estimation a été employée sous les conditions suivantes: 

  
 <EMI ID=31.1> 

  
Pour empêcher le débordement de façon pratique, un temps  disponible pour réaliser l'action est nécessaire et, lorsque la  distance d'estimation est trop longue, la précision de l'estimation s'abaisse, tandis que, lorsque la distance est trop courte, 

  
on ne peut pas empêcher le débordement, de sorte que les inventeurs réalisent l'estimation après 15 secondes et, lorsque la valeur estimée entre dans la zone de débordement, le système est réglé de manière à abaisser la hauteur de la lance et à diminuer le  débit d'oxygène, et en combinant le soufflage automatique utilisant le contrôle de la formation des scories d'après une mesure de la vibration de lance, le développement d'un débordement est diminué

  
de 23 à 3%. 

  
 <EMI ID=32.1> 

  
Dans ce cas, la sortie du conformateur de forme d'onde
15 est analysée dans le calculateur 17 toutes les 5 secondes et,

  
 <EMI ID=33.1> 

  
 <EMI ID=34.1> 

  
du schéma est réalisée lors de l'analyse des trois points dans le temps. Cela signifie que la variation de la valeur d'analyse des trois points dans le temps est classée en neuf schémas, tel qu'illustré par la Figure 10.

  
La formule d'estimation de ces schémas en utilisant les valeurs effectives d'analyse est la suivante :

  

 <EMI ID=35.1> 


  
De cette manière, on peut distinguer comme illustré par la Figure 11 si la valeur d'estimation avant les trois points dans le temps entre dans la zone de débordement ou non et, lorsque cette valeur entre dans cette zone, l'action de correction est menée en prenant cette estimation comme information de prédiction,  <EMI ID=36.1> 

  
 <EMI ID=37.1> 

  
De la sorte, en combinant le premier et le second aspect  avec le procédé de soufflage à réglage automatique programmé décrit  ci-après, les inventeurs ont trouvé que la précision au point final 

  
 <EMI ID=38.1> 

  
Le soufflage dans le convertisseur est réalisé par la  succession d'opérations illustrée par le schéma de la Figure 12 . 

  
Les opérations principales depuis le début du soufflage 

  
 <EMI ID=39.1> 

  
 <EMI ID=40.1> 

  
il

  
 <EMI ID=41.1> 

  
 <EMI ID=42.1> 

  
 <EMI ID=43.1> 

  
 <EMI ID=44.1> 

  
conditions initiales (fonte brute fondue, conditions opératoires,  etc.), et ceci est déterminé dans certains schémas de soufflage. 

  
Ces schémas sont mémorisés dans le calculateur et, dans  le soufflage effectif, les matières auxiliaires sont chargées dans  le convertisseur après établissement du programme, et la hauteur 

  
de la lance et le débit d'oxygène sont modifiés d'après le program-  me fixé précédemment. Pour régler la quantité d'oxygène et la tem-  pérature de l'acier fondu au point final, on immerge une sous-lance  dans le bain d'acier fondu 2 à 3 minutes avant la fin du soufflage,  et la teneur de carbone et la température régnant dans l'acier

  
fondu sont mesurées et, en utilisant les résultats, les quantités

  
de l'oxygène et de la matière de refroidissement nécessaires pour obtenir la teneur de carbone envisagée et la température voulue d'acier fondu sont calculées d'après le modèle dynamique et la correction automatique est réalisée par calcul et les quantités  <EMI ID=45.1> 

  
corrigées sont chargées.dans le convertisseur.

  
Le procédé décrit ci-dessus est désigné par les inventeurs sous le nom de soufflage à réglage automatique programmé mais, comme les conditions initiales varient assez fortement, lorsque le programme déterminé préalablement ne convient pas, la formation de scories devient insuffisante ou excessive et le réglage automatique peut devenir impraticable.

  
En outre, le réglage terminal a jusqu'à présent visé principalement à obtenir la teneur correcte de carbone et la température exacte de l'acier fondu, tandis que les matières séparables de phosphore dépendaient principalement du sixième sens de l'opérateur, mais actuellement la précision de la teneur de carbone et de la température de l'acier fondu a été améliorée et, à moins que les quantités de phosphore et de manganèse au point final atteignent de manière stable la valeur envisagée, l'effet d'obtention de la température et de la teneur de carbone précises n'est pas totalement obtenu.

  
A cet effet, si les conditions de progression de la formation de scories peuvent être mesurées de façon correcte, la correction automatique du programme devient praticable et la stabilisation du soufflage peut être atteinte.

  
A titre de moyen de ce genre, en se basant sur les connaissances pratiques traditionnelles suivant lesquelles le progrès de la formation de scories est étroitement lié au déplacement de la lance, on a développé un procédé dans lequel l'accélération du mouvement d'un détecteur qui est prévu dans le convertisseur, par exemple la lance de soufflage, est mesurée par un vibrateur à cristaux et la valeur moyenne, dans une période de temps donnée, est utilisée comme paramètre de réglage. 

  
 <EMI ID=46.1> 

  
le vibrateur à cristaux et la forme d'onde est analysée et, comme résultats, on a trouvé que ce mouvement est subdivisé en le mouvement libre provoqué lorsque la pince de la lance est ouverte et

  
en le mouvement contrarié provoqué par le déplacement des scories. La zone de fréquence de la vibration libre est inférieure à la zone de fréquence de la vibration contrariée et, par exemple, la première est de 0,1-0,5 Hz, tandis que la seconde est de 1-2 Hz. Dans le réglage effectif, en utilisant le fait que ces deux zones de fréquence sont différentes, il est nécessaire de n'utiliser sélectivement que la dernière.

  
Une intensité moyenne pour un temps donné est déterminée en intégrant la forme d'onde de cette accélération et la forme normale est déterminée, de sorte que la hauteur de lance et le débit d'oxygène, qui ont été fixés dans le programme, sont automatiquement corrigés.

  
La Figure 13 illustre l'appareil pour la mise en oeuvre pratique du troisième aspect de la présente.invention et la Figure
14 en montre un exemple.

  
Comme illustré par la Figure 13, l'accéléromètre 7 utilisant un vibrateur à cristaux est prévu à la partie supérieure de la lance 2 et un signal détecté au vibrateur est conformé par un processeur de signaux 20 et alimenté à un calculateur 21. En comparant le signal avec le signal d'un niveau approprié déterminé précédemment, le calculateur 21 donne les instructions de la variation du réglage d'un régulateur 22 de la lance et d'un régulateur 23  du débit d'oxygène. Le numéro de référence 24 désigne un système d'eau de refroidissement de la lance 2, le numéro de référence 1  désigne le convertisseur, le numéro de référence 5 désigne l'acier en fusion et le numéro de référence 6 désigne les scories en écumes.

  
La forme d'onde traitée par signal comme décrit ci-dessus correspond aux conditions de formation de scories dans le convertisseur par la dimension du niveau de hauteur d'onde, de sorte que l'état de formation des scories est discriminé dans les zones 

  
d'une formation insuffisante de scories, de bonne formation de scories, de formation excédentaire de scories et de débordement,

  
de la façon illustrée par la Figure 14, et la hauteur de lance

  
 <EMI ID=47.1> 

  
formation de scories.

  
Les inventeurs ont obtenu la gamme des réglages par les expériences opératoires de l'Exemple mentionné ci-après, suivant lesquelles la formation insuffisante de scories et la formation excessive de scories peuvent être réglées par ajustement de la hauteur de lance dans les limites de 100 mm et le débordement peut être réglé en abaissant la lance dans les limites de 300 mm et en  diminuant le débit d'oxygène à moins de 300 Nm<3>/minute.

  
Chaque zone de formation de scories, c'est-à-dire le niveau de formation de scories, peut être déterminé de façon appro-  priée en considérant des expériences de soufflage, par exemple la variation délicate du son du soufflage et le comportement des pro-  jections, et par conséquent il peut être nécessaire de modifier le réglage de la zone de niveaux de hauteur d'onde de la bonne 

  
 <EMI ID=48.1> 

  
des propriétés de l'installation et du facteur de l'écoulement de  temps.

  
Une explication sera donnée en considérant l'Exemple suivant. 

  
 <EMI ID=49.1> 

  
cité de 275 tonnes, on a utilisé 5 tonnes de minerais de fer, 10  tonnes de croûtes de laminage, 10 tonnes de chaux vive et 5 tonnes  de dolomite légère calcinée , et durant que ces matières sont  graduellement chargées dans le convertisseur de la manière illustrée  par les flèches sur la Figure 15, les réglages de la hauteur de lan-  ce et du débit d'oxygène illustrés par le trait plein sur la Figu-  re 15, correspondant à l'acier à souffler, sont réalisés d'après 

  
le schéma de soufflage prédéterminé sur la base du type d'acier. 

  
Après le début du soufflage, la température dans le con-  vertisseur est élevée au fur et à mesure du progrès des réactions  dans le convertisseur, telle que la décarburation et la séparation  du silicium avec simultanément formation d'oxyde de fer et liaison  de l'oxyde de fer à la chaux vive chargée et à la dolomite légère-  ment calcinée, et ces substances sont fondues pour-former des sco-  ries. Ensuite, le mouvement des scories dans le convertisseur de-  vient énergique en même temps que l'augmentation de la formation de scories, et la lance est amenée à vibrer sous l'influence de la formation des scories.

  
Comme déjà mentionné en rapport avec la Figure 13, le signal décelé par le détecteur pour l'accélération, prévu dans le convertisseur et, dans le présent exemple, par le vibrateur à cris-  taux 2 prévu sur la lance 1, est conformé par le processeur de signaux 3. Le niveau obtenu de hauteur d'onde est illustré par une ligne en trait plein épais à la partie inférieure de la Figure 15, mais cette ligne est comparée avec les signaux de niveaux (lignes pleines en trait fin) précédemment déterminés dans le calculateur 4. 

  
fl* - 9 0 - pu 

  
Lorsque le niveau de hauteur d'onde de l'accélération

  
se situe dans la zone préalablement déterminée du bon niveau de formation de scories, le soufflage est poursuivi d'après la valeur fixée du programme.

  
Toutefois, lorsqu'un niveau insuffisant de formation de scories se poursuit pendant un temps donné comme illustré par le point a sur la Figure 15, la lance est soulevée et un soufflage doux est réalisé. Si le niveau insuffisant de formation de scories se poursuit encore, la lance est encore plus élevée. La raison pour laquelle le soufflage doux est réalisé dans ce cas est basée sur le fait que la formation d'oxyde de fer devient facile en élevant la lance, tandis que la formation de scories de CaO est favorisée.

  
Inversement, lorsque le niveau atteint une zone de formation excessive de scories comme dans le cas du point b, la quanti-

  
 <EMI ID=50.1> 

  
craindre que la contenu du convertisseur déborde de celui-ci, de sorte que le débit d'oxygène est diminué et que la lance est abais-

  
 <EMI ID=51.1> 

  
cas du point a. 

  
 <EMI ID=52.1> 

  
te le. soufflage, sont les suivants :
 <EMI ID=53.1> 
  <EMI ID=54.1> 

  
Le soufflage dans le convertisseur a été réalisé jusqu'à présent suivant l'expérience et d'après le sixième sens de l'opérateur mais, en réalisant le soufflage à. réglage automatique program-

  
 <EMI ID=55.1> 

  
concernant l'état de formation des scories au moment voulu et en menant l'action, le soufflage est devenu très stable et la précision du contrôle, lorsqu'on arrête le soufflage, a été considérablement améliorée et en empêchant le débordement, la production

  
de fer a été considérablement améliorée et le réglage de P et de Mn est devenu précis, de sorte qu'il est possible de décharger l'acier juste après l'arrêt du soufflage.

  
En développant le premier aspect de la présente invention, les inventeurs ont trouvé un procédé pour régler la formation des scories dans le convertisseur, dans lequel l'accélération en direction horizontale agissant sur la détecteur pour l'accéléra-  tion est d'autant plus importante que la formation d-'.écumes de scories est plus active, de sorte qu'une variation de l'accéléra-

  
 <EMI ID=56.1> 

  
 <EMI ID=57.1> 

  
mation de scories qui en dépend. 

  
La Figure 16 illustre l'appareil pour la mise en oeuvre  pratique du quatrième aspect de la présente invention. Comme il-  lustré par la Figure 16, à titre d'exemple, à la partie supérieu-  re de la lance 2 pour le soufflage d'oxygène, introduite dans le convertisseur 1, est fixé l'accéléromètre oscillant à cristaux 7, l'accélération en direction horizontale de la lance 2 est décelée,

  
et la formation de scories est réglée par un système comprenant un démodulateur 26, un conformateur d'onde 27, un enregistreur 28, un calculateur 21 et un dispositif de réglage 29 pour la position de la lance et le débit d'oxygène. Le numéro de référence 5 désigne l'acier en fusion et le numéro'de référence 6 désigne les scories  en écumes. 

  
Au cours d'une opération effective de soufflage de con- 

  
 <EMI ID=58.1> 

  
taté que les valeurs détectées de l'accélération précédente de la  lance sont modifiées par le débit d'oxygène et par la hauteur de  lance sous des conditions similaires de formation de scories, de sorte que, afin d'améliorer la précision de détection de la forma-  tion des scories, on a considéré qu'une correction est nécessaire  suivant le débit d'oxygène et la valeur de réglage de la hauteur

  
de lance . 

  
Les inventeurs ont monté une sonde du type à électrode  comportant un circuit de détection commandé par mise en contact

  
avec la surface supérieure des scories en écumes,sur une souslance durant l'opération susdite de soufflage dans un convertisseur de 150 tonnes, ils ont mesuré de façon effective la hauteur

  
des scories en écumes en suspendant la sous-lance en même temps

  
que le détecteur d'accélération agissant sur la lance 2 pour le soufflage d'oxygène, ils ont déterminé la hauteur mesurée et l'accélération décelée par rapport à une valeur de position de la lance 2 et d'un débit d'oxygène à ce moment, et ils ont obtenu la relation suivante d'après les résultats' illustrés par  la Figure 7, et ce à titre de forme particulière de réalisation.

  

 <EMI ID=59.1> 


  
formule dans laquelle G est une valeur moyenne d'une accélération horizontale agissant sur la lance,  <EMI ID=60.1> 

  
 <EMI ID=61.1> 

  
 <EMI ID=62.1> 

  
 <EMI ID=63.1> 

  
 <EMI ID=64.1> 

  
 <EMI ID=65.1> 

  
lant de la viscosité, du poids spécifique, etc., des scories, sa  légère variation ne peut pas être évitée en théorie mais on peut 

  
la traiter à titre de constante dans un convertisseur effectif et,  dans l'expérience opérationnelle ci-dessus, une valeur de 

  
 <EMI ID=66.1> 

  
correction variant avec la caractéristique de vibration de la lance par rapport au type de convertisseur, avec les facteurs d'installation, tels que le type de lance, etc., par exemple une différence de tension de suspension agissant sur deux fils de suspen-  sion de la lance, et correspondant habituellement à 0 dans l'intervalle de -0,05G à environ + 0,04G.

  
 <EMI ID=67.1> 

  
 <EMI ID=68.1> 

  
d'acier au repos, de sorte que, dans l'équation précédente,

  
 <EMI ID=69.1> 

  
scories en écumes.

  
Comme cela apparaît de la formule (3), d'après la forlule suivante :

  

 <EMI ID=70.1> 


  
la hauteur des scories en écumes peut être estimée et cette valeur estimée peut immédiatement être utilisée pour assurer la discrimination des conditions de formation de scories.

  
 <EMI ID=71.1> 

  
variation des conditions de formation de scories, en particulier  <EMI ID=72.1> 

  
 <EMI ID=73.1> 

  
dérant ce point, comme illustré par la figure 18, la distance de- 

  
&#65533;&#65533;.s puis le gueulard de convertisseur 30 jusqu'à la surface supérieure 

  
 <EMI ID=74.1> 

  
1,8 m, de 1,8-3,5 m, de 3,5-5,5 m et de plus de 5,5 m, chacun de  ces niveaux étant classé en une zone de danger de débordement, une  zone de formation excessive de scories, une zone de bonne forma- 

  
 <EMI ID=75.1> 

  
 <EMI ID=76.1> 

  
dans ce convertisseur de 275 tonnes se situe à 1,467 m au-dessus  du fond et à 7,7 m depuis la surface du bain jusqu'au gueulard  du convertisseur. 

  
De cette manière, le fait que la surface supérieure 31  des scories en écumes se situe dans les limites de 1,8 m depuis 

  
le gueulard 30 est estimé suivant la formule (4) et l'accéléra-  tion en direction horizontale de la lance 2 est décelée, et de la  sorte on peut facilement prédire un danger de débordement. 

  
Durant une vie de convertisseur, c'est-à-dire une vie 

  
sur une période entre remplacement des briques, le fond du conver-  tisseur se modifie en raison des briques usées ou d'un recouvre- 

  
ment par les scories, de sorte qu'il est soumis à un changement de  niveau d'environ 0,8 m, et ce changement crée une différence de

  
 <EMI ID=77.1> 

  
comme illustré par la Figure 19. Ceci produit une différence de la distance entre la surface supérieure 31 des scories en écumes jusqu'au gueulard 30, ce qui ne peut pas être ignoré en ce qui concerne la prédiction positive d'un débordement.

  
En partant des considérations précédentes, en ajoutant à la formule (4) un facteur de correction quant au changement du  <EMI ID=78.1> 

  
fond, on obtient la formule suivante : 

  

 <EMI ID=79.1> 


  
D'après les zones de formation de scories illustrées par la Figure 18, afin de matérialiser le réglage optimal de formation de scories, une action appropriée de réglage du débit d'oxygène et de

  
la hauteur de lance peut être obtenue de la formule (5) précédente.

  
Dans la formule (5) , b peut éventuellement être corrigé suivant un changement dans l'installation, tel qu'un changement de

  
la lance ; si une telle correction est immédiatement obtenue des résultats opérationnels, un choix approprié peut facilement être réalisé d'après l'expérience.

  
La Figure 20 illustre une forme de réalisation d'un procédé de réglage de formation des scories dans un convertisseur LD suivant l'invention, où l'abscisse concerne le temps d'écoulement du soufflage, tandis que l'ordonnée présente la hauteur de lance,

  
le débit d'oxygène et les conditions de formation de scories, c'est-à-dire la hauteur de la surface supérieure 31 des scories

  
en écumes.

  
En fait, aucun contrôle de formation des scories n'est nécessaire au stade initial et au stade final du soufflage, de

  
sorte que la gamme des réglages est déterminée depuis un temps , correspondant à 8 minutes écoulées depuis le début du soufflage 

A

  
jusqu' à un moment où 85% de la quantité prédéterminée d'oxygène 

  
de soufflage ont été soufflés. j 

  
1

  
 <EMI ID=80.1> 

  
réalisée en se basant sur une valeur moyenne sur 30 secondes d'une 

  
 <EMI ID=81.1> 

  
Le trait interrompu prévu sur la Figure 20 pour illus-   <EMI ID=82.1> 

  
trer le développement de la hauteur de lance (m) et le débit d'oxy-

  
 <EMI ID=83.1> 

  
terminée par un programme de soufflage déjà établi, tandis qu'un trait plein illustre une valeur opérationnelle pour le contrôle de la formation des scories en considérant l'action de correction issue du résultat décelé d'accélération en direction horizontale agissant sur la lance par rapport à la formation de scories.

  
En premier lieu, suivant le programme de soufflage, on prévoit la hauteur de lance LH (hauteur depuis la surface du bain

  
 <EMI ID=84.1> 

  
 <EMI ID=85.1> 

  
point a avant l'entrée dans la gamme de réglage, suivant le pro-

  
 <EMI ID=86.1> 

  
d'oxygène F02 est abaissé à 650 Nm<3>/min, et au point (8 minutes) entré dans la gamme de réglage, la hauteur de lance LH est de 1,6 m et le soufflage est réalisé suivant le programme.

  
Après ce point, le réglage de la formation de scories est réalisé suivant l'invention. Comme illustré par la Figure 20, lorsque la hauteur de scories Sa estimée par la formule (5) dépasse -3,5 m de la zone de formation excessive de scories, la hauteur

  
 <EMI ID=87.1> 

  
 <EMI ID=88.1> 

  
 <EMI ID=89.1> 

  
1,6 m comme programmé.

  
Tandis que le soufflage est poursuivi, la hauteur des

  
 <EMI ID=90.1> 

  
de formation excessive de scories, de sorte que la hauteur de lan-

  
 <EMI ID=91.1> 

  
accrue pour atteindre la zone de danger de débordement, de sorte  <EMI ID=92.1> 

  
 <EMI ID=93.1> 

  
 <EMI ID=94.1> 

  
vant la développement illustré par la Figure 20, et le réglage

  
 <EMI ID=95.1> 

  
que mais en ne provoquant qu'une tendance à un léger débordement.

  
Ensuite, au point f, lorsque la hauteur des scories est abaissée de manière uniforme vers la zone de bonne formation de scories, le débit d'oxygène est ramené de 450 Nm<3>/min à 550 Nm<3>/min

  
 <EMI ID=96.1> 

  
 <EMI ID=97.1> 

  
 <EMI ID=98.1> 

  
 <EMI ID=99.1> 

  
 <EMI ID=100.1> 

  
 <EMI ID=101.1> 

  
point h, de manière à entretenir l'opération pour le passage par

  
la zone de bonne formation de scories au point des 85% d'un débit prédéterminé d'oxygène, tel qu'estimé au départ.

  
Après cette opération, la correction orbitale du soufflage est réalisée pour accroître le succès de la décharge de l'acier.

  
Comme mentionné précédemment, comparativement à un procédé de détection indirect de formation de scories, tel qu'une analyse des gaz résiduaires et de la température des gaz résiduaires ou de la vibration et du son d'un corps de four, la présente invention décèle l'accélération de la lance en direction horizontale, due au mouvement des scories, sous la forme de l'énergie cinétique reçue directement des scories, de sorte que la présente invention est de loin supérieure aux inventions traditionnelles en ce qui concerne la précision. En particulier, la présente invention utilise le fait que l'accélération de la lance est proportionnelle au  <EMI ID=102.1> 

  
et du débit d'oxygène, et estime une hauteur de scories en écumes, de sorte qu'il devient possible de régler au choix la formation

  
de scories en corrigeant la variation du débit d'oxygène et du changement de la hauteur de lance et en tenant compte de façon précise de la hauteur des scories en écumes sans crainte quelconque de débordement.

  
De plus, en développant le quatrième aspect de la présente invention, les inventeurs ont trouvé un procédé pour régler la formation de scories dans un convertisseur, dans lequel l'accélération par les mouvements d'un objet suspendu dans le convertisseur dans des directions perpendiculaires à un plan horizontal est mesurée et la somme des vecteurs de ces mouvements est obtenue à titre de source d'information afin d'améliorer la précision du réglage.

  
Le cinquième aspect de la présente invention utilise une relation fonctionnelle de l'information, la profondeur de lance immergée dans les scories et le débit d'oxygène, et estime une hauteur de scories en écumes de façon précise pour utiliser les valeurs estimées à titre de facteurs, pour le réglage de la formation de scories.

   Le mouvement de la lance de soufflage d'oxygène varie de façons différentes en direction dans des installations différentes et dans des procédas différents de soufflage par une variation de son état de support, une variation de l'état de réaction dans le convertisseur, etc., de sorte que, dans le procédé décrit ci-dessus de mesure pour déceler uniquement l'accélération dans une certaine direction, l'accélération est modifiée par une variation de cette direction de mouvement, de sorte que la précision pour le réglage de la formation de scories par rapport à ce  <EMI ID=103.1> 

  
qui précède à titre de source d'information est diminuée.

  
A titre de moyen pour résoudre ce problème, les inventeurs proposent un procédé de mesure de l'accélération de mouvement d'une lance dans deux directions (directions x et y) à angle droit par rapport à un plan horizontal, en obtenant une grandeur

  
 <EMI ID=104.1> 

  
et en employant la valeur ainsi obtenue à titre d'information de réglage comme illustré par la Figure 21.

  

 <EMI ID=105.1> 


  
formule dans laquelle :

  
aréel - grandeur de l'accélération réelle

  
a : grandeur de l'accélération dans la direction x sur 

  
un plan horizontal 

  
a : grandeur de l'accélération dans la direction y sur 

  
un plan horizontal.  Une forme de réalisation d'un système de mesure et de 

  
p traitement pour la mise en oeuvre du cinquième aspect de ce procédé  de réglage est illustrée par la Figure 22. 

  
 <EMI ID=106.1> 

  
tème composé (appelé valeur composite) par les valeurs moyennes in-  tégrées de l'accélération dans la direction x (que l'on appelle va-  leur moyenne en direction x) au cours du soufflage, en utilisant  le système illustré par la Figure 22, et de l'accélération dans les 

  
i directions x et y,telle qu'obtenue par la formule (6). Ces valeurs sont en relation presque similaires jusqu'à 10 minutes après

  
le démarrage du soufflage, la direction principale de vibration 

  
se situe dans la direction x mais est affaiblie en vibration  après 10-20 minutes et transférée dans la direction y. Après 12 minutes, la vibration dans la direction x est à nouveau renforcée. 

  
 <EMI ID=107.1> 

  
 <EMI ID=108.1> 

  
le développement dans le temps pour la mise en oeuvre effective 

  
 <EMI ID=109.1> 

H

  
La Figure 24 est un graphique montrant la relation entre une valeur moyenne G d'accélération dans les directions horizontales <EMI ID=110.1> 

  
2 H H

  
 <EMI ID=111.1> 

  
moment pour une mesure effective de la hauteur de scories Sa*

  
il Dans la relation précédente, les symboles (1), (2) et

  
(3) donnent les résultats au moment de la mesure de chaque hauteur de scories S dans le procédé de soufflage illustré par la Figure
23.

  
Comme on peut le voir sur la Figure 24, la valeur composite indiquée par une marque o est en relation presque linéaire

  
 <EMI ID=112.1> 

  
une valeur moyenne dans la direction x n'a pas de relation nette

  
 <EMI ID=113.1> 

  
paraison du graphique (1) avec le graphique (2), la direction principale de vibration diffère à tout moment de la mesure et cela devient une perturbation et un large éparpillement. Dans le cas de l'utilisation de la valeur composite, même avec l'un quelconque des temps (1), (2) et (3), une relation linéaire avec un faible éparpillement peut être maintenue.

  
En conséquence, dans le cas de la mesure d'une hauteur

  
 <EMI ID=114.1> 

  
le de la formation de scories se basant sur cette mesure, il est nécessaire d'utiliser une valeur composite en supprimant toute influence quelconque de variation dans la direction de vibration. 

  
 <EMI ID=115.1> 

  
La forme de réalisation suivant la Figure 22, depuis la-  quelle on a obtenu les résultats précédents, sera expliquée en dé-  tails. A la partie supérieure de la lance de soufflage d'oxygène 

  
 <EMI ID=116.1> 

  
 <EMI ID=117.1> 

  
 <EMI ID=118.1> 

  
 <EMI ID=119.1> 

  
 <EMI ID=120.1> 

  
prenant des démodulateurs 26, 26', un conformateur de forme d'onde 

  
 <EMI ID=121.1> 

  
 <EMI ID=122.1> 

  
&#65533;

  
 <EMI ID=123.1> 

  
d'oxygène. Le numéro de référence 5 désigne l'acier en fusion et  le numéro 6 désigne les scories en écumes. 

  
Au cours de l'opération effective du soufflage du conver- 

  
 <EMI ID=124.1> 

  
 <EMI ID=125.1> 

  
 <EMI ID=126.1> 

  
teur de lance même sous des conditions presque similaires de for-  mation de scories, de sorte que, afin d'améliorer la précision de détection de la formation de scories, on a considéré qu'une correction est nécessaire suivant le débit d'oxygène et la valeur de réglage de la hauteur de lance.

  
Le réglage de la formation de scories et son analyse en utilisant la valeur composite d'accélération, le débit d'oxygène

  
et la hauteur de lance suivant le cinquième aspect de la présente invention est réalisé de la même manière que dans le cas du quatrième aspect de la présente invention. Far conséquent, on a omis une explication détaillée. Dans cette forme de réalisation, la *&#65533;* tt te ! *** **

  
précision du réglage de la formation de scories peut être améliorée comparativement à la quatrième forme de réalisation.

  
Comme mentionné précédemment, la présente invention, comparativement à un procédé de détection indirecte de la formation de scories à l'aide d'une analyse des gaz résiduaires et de

  
la température des gaz résiduaires ou de la vibration, du son,

  
etc., d'un corps de four, donne un excellent procédé précis à tel point que l'accélération du mouvement d'un objet introduit dans le convertisseur, tel que la lance, constitue une information de ce

  
 <EMI ID=127.1> 

  
la présente invention, quelle que soit la variation de la direction de mouvement en raison d'une différence d'installation, etc.,

  
une accélération précise du mouvement est toujours décelée avec

  
haute précision, comparativement à un procédé utilisant le son,

  
etc.

REVENDICATIONS

  
1. Procédé de réglage de la formation de scories dans un convertisseur LD, qui comprend la prévision d'un détecteur d'accélération dans le convertisseur lors du soufflage d'un acier en fusion, et la détection et l'intégration de l'accélération agissant

  
sur ce détecteur, qui est provoquée uniquement par les scories formées par la réaction se développant dans le convertisseur.

  
2. Procédé de réglage de la formation de scories dans un



  "Improvements in steel manufacturing" <EMI ID = 1.1>

  
  <EMI ID = 2.1>

  
The present invention relates to a method for controlling or controlling the formation of slag in a convert

  
  <EMI ID = 3.1>

  
weaver and a process for regulating or controlling blowing

  
in such a converter.

  
Regarding the setting of the end point of reaction of an LD converter, we first developed a process in which the necessary quantities of cooling material and oxygen are calculated on a static model and we introduced the setting using a computer.

  
Then, we developed the dynamic adjustment in which the carbon content of the molten steel bath and the temperature of the molten steel are measured by a sub-lance and the end point is deduced and modified from the results, setting being popularized. If this method is used, the accuracy of carbon content and temperature at the end point are improved up to about 70-80%, while the above accuracy in the static model was 30-40%, but there has a limitation in dynamic adjustment. Consequently, the inventors have tried to avoid this limitation and have standardized the blowing process for each class of steel types taking into account the initial conditions of blowing, i.e.

  
the components of the molten pig iron, the temperature and the proportion of molten pig iron, and this standardization has been memorized in a computer as a basic diagram of the blowing, and the program of the lance height, of the oxygen flow and quantities of auxiliary materials, etc., was automatically adjusted according to this basic scheme, so that the accuracy was <EMI ID = 4.1>

  
improved up to around 90%. However, under certain conditions of molten pig iron and converter operation, it was impossible to ensure the desired automatic blowing and it was necessary to adjust the volume of oxygen and the temperature of molten steel at the final point more precisely. , and furthermore if the necessary quantities of P and Mn can be controlled, it is possible to discharge the steel immediately after the blowing has stopped without confirmation of the analysis results, and the useful life of the interior lining bricks of the converter can be extended.

  
For this purpose, it is effective to detect at any time the conditions for the formation of slag in the converter and to introduce the results into the automatic adjustment described above in the program.

  
As a means of detecting the conditions for the formation of slag, an attempt has previously been made to measure the sound in the converter but the information is indirect and the accuracy is not sufficient, and furthermore a detection device is usually arranged just above the converter, so that the device is disadvantageously exposed to unfavorable conditions, such as high temperature and dust. Separately, there is a method in which the lost gas is analyzed, but this method is also indirect information and delayed with respect to the reaction in the converter, so that this method cannot be used satisfactorily.

  
The inventors have found that in the self-adjusting blowing programmed in the blowing setting of an LD converter, in which the blowing process is standardized and stored in a computer and then the blowing is carried out <EMI ID = 5.1>

  
  <EMI ID = 6.1>

  
  <EMI ID = 7.1>

  
in order to improve accuracy at the end point, a vibrometer is

  
  <EMI ID = 8.1>

  
  <EMI ID = 9.1>

  
ries is measured and the conditions for progress in the formation of slag are determined, the results being reflected by the automatic modification of the lance height and the oxygen flow programmed as described above, so that one can obtain good results.

  
The present invention will be explained in more detail below.

  
For a better understanding of the invention, reference is made to the appended drawings, in which:

  
Figures l (a) -l (f) show the waveforms of the variation in acceleration of the main lance during blowing in the converter; Figure 2 is a view showing the dimensions of the converter to be tested; Figure 3 is a graph showing the variation, of integrated acceleration values, developing in the blowing; Figure 4 is an explanatory view of an apparatus for carrying out the method according to the first aspect of the present invention; Figure 5 is an explanatory view of an apparatus for implementing the method according to a second aspect of the present invention. FIG. 6 is a graph showing the initial waveform of the acceleration of the movement of the lance in the horizontal direction and the variation of the mean value integrated by <EMI ID = 10.1>

  
group of several seconds; -and@

  
  <EMI ID = 11.1>

  
discrimination in the formation of slag:
Figure 8 is a design view of the variation of the state of the converter until the overflow occurs; Figure 9 shows graphs illustrating the embodiment of the estimation according to the present invention; Figure 10 shows classified diagram views of the acceleration variation of the lance movement; Figure 11 is a graph of overflow discrimination; Figure 12 is a diagram illustrating the order of operations of blowing in the converter;

    Figure 13 is an explanatory view of an apparatus for carrying out the method according to the third aspect of the present invention; Figure 14 is a view explaining the state of formation of slag depending on the wavelength level which is obtained by detecting the acceleration acting on the lance relative to the movement of slag; Figure 15 is a view explaining the setting according to an example of the present invention; Figure 16 is an explanatory view of an apparatus for carrying out the method according to the fourth aspect of the present invention; Figure 17 is a graph showing the relationship between acceleration in the horizontal direction, acting on the lance, and the product of the oxygen flow rate and immersed lance depth ---

  
  <EMI ID = 12.1> Figure 18 is an explanatory view showing the discrimination <EMI ID = 13.1>

  
Figures 19a and 19b are explanatory views illustrating the influence due to a variation in the bottom of the converter Figure 20 is an explanatory view showing the blowing setting added to the following slag formation setting

  
the present invention;

  
Figures 21a and 21b are views explaining two directional acceleration measurements Figure 22 is an explanatory view of an apparatus for <EMI ID = 14.1>

  
present invention; Figure 23 is an explanatory view illustrating a type of variation with respect to the elapsed time of an average value of acceleration in the horizontal direction, acting on the lance, with respect to the average value in the direction x and the value

  
1 composed: and Figure 24 is a graph illustrating the relationship between the acceleration in the horizontal direction acting on the

  
lance and the product of the oxygen flow rate and the immersion depth of the lance.

  
  <EMI ID = 15.1>

  
Trace the formation of slag in a converter, whereby overflow is prevented and the optimum conditions for slag formation can be obtained depending on the type of molten steel.

  
It is advantageous to detect the kinetic energy of the slag directly using a detector, such as a main lance. <EMI ID = 16.1>

  
slag junction inside the converter or moved by immersion in the scum in foam, without passage to. through an intermediate medium. In particular, in this case, the shock of the projections against the lance is completely irregular and, when the lance is immersed in the scum in foam, as the lance is subjected to an irregular energy in the annoyed state, it is more advantageous to detect energy with acceleration than to measure the sum of displacement of the lance by vibration.

  
However, in the variation of the acceleration in this case, the influence of the melt in the converter is added to the natural vibration of the lance and the nozzle connected to it, so that at unless such a movement is separated and suppressed, the correct state of slag formation cannot be detected.

  
According to this aspect of the invention, so as to detect in the most correct way the state existing in the converter during blowing, in particular the variation in the formation of slag, by the detector described above for accelerating -

  
  <EMI ID = 17.1>

  
jections of slag or metal or slag in foam, is detected in the form of the acceleration variation by an accelerometer, for example a crystal vibrator, provided at the top of the detector. It has been found by experience that the waveforms of the variation in acceleration of the main lance during blowing is classified according to the shapes illustrated in Figures l (a) -l (f). The minimum scale for the abscissa illustrated in this Figure 1 is approximately 3 seconds.

  
Generally, the waveform of the variation <EMI ID = 18.1>

  
acceleration of the lance during blowing, at start-up,

  
is form (a) and it becomes form (f) by amortization,

  
and when the height of the lance is changed or the auxiliary materials are loaded, the form (a) reappears. However, it has been found that when the formation of slag develops, the waveforms become forms (b) and (c) and that, when the formation of slag is in a favorable state, the form of wave becomes (d), while, when the overflow occurs

  
  <EMI ID = 19.1>

  
a high frequency, as illustrated in (e).

  
When an acceleration of the movement of the lance during

  
blowing is detected, it is impossible to neglect the influence of the lance duct and, for example, when the lance height is modified, the duct vibrates at the moment and the vibration is different depending on the installation, but continues for tens of seconds, then the vibration subsides.

  
In addition, when loading auxiliary materials

  
in the converter, when these materials strike the lance, they give vibration to the lance and to the duct and disturb the detection of the formation of slag. In addition, when the molten metal is deposited on the lance, the vibrations described above are different depending on the case.

  
When the acceleration variation of a lance having the dimensions illustrated in FIG. 2 is analyzed with respect to the frequency, it has been observed that, in a converter of 250 tonnes, a vibration of a low frequency of approximately 0, 3 Hz results from the natural vibration of the lance and the duct and does not directly illustrate the conditions for the formation of slag. This means that waves with a low frequency as illustrated <EMI ID = 20.1>

  
  <EMI ID = 21.1> Figure 1 illustrates such a natural vibration and that, as in the case of waveforms (b) and (c), small waves of high frequency applying to these waves illustrate l energy applied to the lance by projections of slag or scum in foam.

  
The variation of acceleration due to slag having a higher frequency than the natural vibration due to the lance and the conduit is not regular in the waveform but the frequency is approximately 1-2 Hz and is located in a relatively narrow range in the case of the 250-ton converter mentioned above.

  
It is assumed that this frequency differs according to the profile of the converter but the frequency can easily be distinguished from the natural frequency of the lance.

  
The waveform, after elimination of the low frequency component of the acceleration variation is integrated and the level of the integrated values is classified into several zones. If the state of formation of the slag is discriminated by the height of the classified zone described above and if this discrimination is combined with the variation of the blowing conditions, the blowing can be adjusted or controlled. In addition, the overflow can be predicted using the variation of the integrated values mentioned above.

  
In Figure 3, the integrated values of acceleration every 5 seconds have been calculated and the values obtained are shown by a graph. The action of the height of the lance and the oxygen flow results in the discrimination zone corresponding to the average value of the integrated values cal- <EMI ID = 22.1>

  
abutments for 20 seconds. In addition, the overflow can be predicted by the speed of rise or increase of the integrated values. In this case, when the average value changes every 20 seconds, the response is delayed, so it may be desirable to carry out detection by the speed of rise in the integrated value every 5 seconds.

  
Figure 4 illustrates an installation for the implementation of the present invention according to its first aspect. In FIG. 4, the reference number 1 designates a converter, the number 2 designates a main lance, the numbers 3 and 4 designate conduits for the supply of oxygen and cooling water.

  
  <EMI ID = 23.1>

  
the converter, number 6 denotes foam slag, number 7 is an accelerometer, number 8 denotes the filter, number 9 is an amplifier, n [deg.] 10 is an integration processor and number 11 designates the device measuring the formation of slag and an indicator to predict the overflow.

  
When the kinetic energy of the slag is detected directly by the lance or the sub-lance introduced into the converter in the manner described above, the accuracy is much greater than by the method of measurement using the other intermediate medium. .

  
When the vibrational motion of the lance and the sub lance is measured, the accuracy of the detection of slag formation can be improved by using the accelerometer to detect irregular energy in the annoyed state, and by further by separating the variation of acceleration due to the natural frequency of the lance and the conduit, and the variation of acceleration due to slag, and by integrating only the latter.

  
  <EMI ID = 24.1>

  
The free vibration of the lance and the duct, caused by mechanical shock due to the suspension mechanism of the lance and to the support mechanism of this lance when the lance height is modified, varies as regards the vibratory state, because , when the lance height changes, the length from the support point to the tip of the lance changes and in addition the weight of the lance varies due to the deposit of molten steel on this lance, so that it is important that the variation of acceleration due to the natural frequency of the lance and the conduit

  
  <EMI ID = 25.1>

  
In addition, during the development of the invention, namely according to the first aspect thereof, the inventors have found a method making it possible to predict the overflow in the converter, according to which an operation to prevent the overflow caused during the blowing inside the converter can be carried out before this overflow and in a relevant manner.

  
In general, the phenomenon of overflow in a converter includes the case where the level of foam slag gradually rises and overflows through the opening of the converter, and the case where an accidental sudden reaction is created.

  
and an explosive overflow occurs, the first case being able to be predicted to a certain extent by observing the state of dispersal of the molten droplets of slag at the geulard of the converter, and this with the naked eye or by a traditional method, while the last cited accidental spill occurs in a short time and therefore prediction is difficult.

  
However, the acceleration of the lance movement can be measured without time delay and directly transferred from <EMI ID = 26.1>

  
the movement of slag, so this is very special-

  
  <EMI ID = 27.1>

  
means that, as illustrated in Figure 5, when the acceleration of the movement in the horizontal direction of the main lance is measured, for example by an oscillating crystal accelerometer 2, the value of this acceleration becomes greater according to the progress of the formation of slag and the value correctly corresponds to the energetic force due to the formation of slag moss.

  
In Figure 5, number 1 designates the converter, number 5 is the molten steel during blowing inside the converter, number 6 designates the slag formed in the converter, number 9 is the amplifier of the device measurement connected to the accelerometer 7, the number 14 designates a demodulator,

  
number 15 is a waveform conformator, number 16 is a recorder, number 17 is a processing computer and number 18 is a device for adjusting the position of the lance and / or the oxygen flow .

  
The acceleration variation described above is subjected to an operating method mentioned below from the second aspect of the present invention and the value obtained is used to predict the conditions for slag formation after 10 seconds up to tens of seconds. The acceleration of the main lance 2, detected by the accelerometer 7, is integrated every several seconds by the waveform shaper
15 and the results, for which the variation during blowing is recorded, are illustrated in Figure 6. In this Figure 6, (a) shows the initial waveform and (b) shows the variation of the average values integrated every . several seconds *? ..

  
  <EMI ID = 28.1>

  
  <EMI ID = 29.1>

  
Condes are accumulated every 20-30 seconds and the state of formation of the slag can be distinguished or differentiated by the levels as illustrated by the ordinate on the right side of Figure 7.

  
The inventors have found the automatic blowing control technique, in which these levels are classified into five zones as illustrated in FIG. 7, and the classified zones are used to differentiate the state of formation of slag and when the discrimination deviates within the framework of the ideal vibrational intensity, the blowing conditions vary.

  
In the embodiment for the discrimination of the formation of slag according to Figure 7, the part A locates the moment when the overflow occurred but, according to the present invention, the behavior of the part B, just before the overflow occurs , is particularly noted and is intended to thus predict overflow.

  
This means that it is estimated, by formulating the variation over time of the integrated average values of the acceleration of the lance vibration in part B, when the overflow will occur, that is to say after how many seconds.

  
The state of the variation over time of the integrated average values of the acceleration of the lance vibration, when the overflow occurs, is enlarged and illustrated by Figure 8.

  
The variation in time of the integrated average values, just before the overflow, presents an increase according to a quadratic function or exponential function as illustrated by Figure 8, A and B, so that by supposing that this variation in time follows the formula :

  

  <EMI ID = 30.1>


  
the coefficients a, b and c are determined and an estimate

  
values. integrated averages of vibration intensity after

  
t seconds is calculated and, when this value enters the

  
overflow discrimination zone, the blowing conditions

  
ge are changed appropriately and overflow can be effectively prevented.

  
An estimation application carried out in a 250-ton converter is illustrated in Figures 9 (a) and 9 (b) and the error of the estimated value compared to the actual value after

  
5 seconds is only about 4%. The formula (1) or (2) used in this estimate was used under the following conditions:

  
  <EMI ID = 31.1>

  
To practically prevent overflow, time is available to perform the action and, when the estimation distance is too long, the precision of the estimation decreases, while, when the distance is too short,

  
overflow cannot be prevented, so that the inventors carry out the estimate after 15 seconds and, when the estimated value enters the overflow zone, the system is adjusted so as to lower the height of the lance and to decrease the oxygen flow, and by combining automatic blowing using slag control based on a measurement of lance vibration, the development of an overflow is reduced

  
from 23 to 3%.

  
  <EMI ID = 32.1>

  
In this case, the output of the waveform shaper
15 is analyzed in the computer 17 every 5 seconds and,

  
  <EMI ID = 33.1>

  
  <EMI ID = 34.1>

  
of the diagram is carried out during the analysis of the three points in time. This means that the variation of the analysis value of the three points over time is classified into nine diagrams, as illustrated in Figure 10.

  
The formula for estimating these patterns using the actual analysis values is as follows:

  

  <EMI ID = 35.1>


  
In this way, we can distinguish as illustrated in Figure 11 whether the estimate value before the three points in time enters the overflow zone or not and, when this value enters this zone, the correction action is conducted by taking this estimate as prediction information, <EMI ID = 36.1>

  
  <EMI ID = 37.1>

  
In this way, by combining the first and second aspects with the programmed automatic adjustment blowing method described below, the inventors have found that precision at the end point

  
  <EMI ID = 38.1>

  
The blowing in the converter is carried out by the succession of operations illustrated by the diagram in Figure 12.

  
Main operations from the start of blowing

  
  <EMI ID = 39.1>

  
  <EMI ID = 40.1>

  
he

  
  <EMI ID = 41.1>

  
  <EMI ID = 42.1>

  
  <EMI ID = 43.1>

  
  <EMI ID = 44.1>

  
initial conditions (molten pig iron, operating conditions, etc.), and this is determined in certain blowing diagrams.

  
These diagrams are stored in the computer and, in the actual blowing, the auxiliary materials are loaded into the converter after establishment of the program, and the height

  
of the lance and the oxygen flow rate are modified according to the program set previously. To regulate the quantity of oxygen and the temperature of the molten steel at the end point, a submersible is immersed in the molten steel bath 2 to 3 minutes before the end of blowing, and the carbon content and the temperature prevailing in the steel

  
fades are measured and, using the results, the quantities

  
the oxygen and the cooling material necessary to obtain the envisaged carbon content and the desired temperature of molten steel are calculated according to the dynamic model and the automatic correction is carried out by calculation and the quantities <EMI ID = 45.1>

  
corrected are loaded into the converter.

  
The process described above is designated by the inventors under the name of blowing with automatic programmed adjustment but, as the initial conditions vary quite strongly, when the predetermined program is not suitable, the formation of slag becomes insufficient or excessive and the adjustment automatic may become impractical.

  
Furthermore, the final adjustment has so far been mainly aimed at obtaining the correct carbon content and the exact temperature of the molten steel, while the phosphorus separable materials have mainly depended on the sixth sense of the operator, but currently the accuracy of carbon content and temperature of molten steel has been improved and, unless the quantities of phosphorus and manganese at the end point stably reach the expected value, the effect of obtaining the temperature and precise carbon content is not fully obtained.

  
For this purpose, if the conditions for progression of the slag formation can be measured correctly, the automatic correction of the program becomes practicable and the stabilization of the blowing can be achieved.

  
As a means of this kind, based on traditional practical knowledge according to which the progress in the formation of slag is closely linked to the displacement of the lance, a process has been developed in which the acceleration of the movement of a detector which is provided in the converter, for example the blowing lance, is measured by a crystal vibrator and the average value, in a given period of time, is used as an adjustment parameter.

  
  <EMI ID = 46.1>

  
the crystal vibrator and the waveform are analyzed and, as results, it has been found that this movement is subdivided into the free movement caused when the lance clamp is open and

  
in the thwarted movement caused by the displacement of the slag. The frequency range of the free vibration is less than the frequency range of the counter vibration and, for example, the first is 0.1-0.5 Hz, while the second is 1-2 Hz. effective adjustment, using the fact that these two frequency zones are different, it is necessary to selectively use only the last.

  
An average intensity for a given time is determined by integrating the waveform of this acceleration and the normal shape is determined, so that the lance height and the oxygen flow rate, which have been set in the program, are automatically corrected.

  
Figure 13 illustrates the apparatus for practical implementation of the third aspect of the present invention and Figure
14 shows an example.

  
As illustrated in FIG. 13, the accelerometer 7 using a crystal vibrator is provided at the top of the lance 2 and a signal detected at the vibrator is shaped by a signal processor 20 and fed to a computer 21. By comparing the signal with the signal of an appropriate level determined previously, the computer 21 gives the instructions for varying the setting of a regulator 22 of the lance and a regulator 23 of the oxygen flow rate. The reference number 24 designates a cooling water system for the lance 2, the reference number 1 designates the converter, the reference number 5 designates the molten steel and the reference number 6 designates the scum in foam.

  
The waveform processed by signal as described above corresponds to the conditions of slag formation in the converter by the dimension of the wavelength level, so that the state of slag formation is discriminated in the areas

  
insufficient slag formation, good slag formation, excess slag formation and overflow,

  
as shown in Figure 14, and the lance height

  
  <EMI ID = 47.1>

  
slag formation.

  
The inventors obtained the range of adjustments by the operating experiments of the Example mentioned below, according to which the insufficient formation of slag and the excessive formation of slag can be adjusted by adjusting the lance height within the limits of 100 mm. and the overflow can be adjusted by lowering the lance within 300 mm and decreasing the oxygen flow to less than 300 Nm <3> / minute.

  
Each slag formation area, i.e. the level of slag formation, can be appropriately determined by considering blowing experiences, for example the delicate variation of the blowing sound and the behavior of the pro - junctions, and therefore it may be necessary to modify the setting of the correct wavelength level zone

  
  <EMI ID = 48.1>

  
installation properties and the time flow factor.

  
An explanation will be given by considering the following Example.

  
  <EMI ID = 49.1>

  
quoted from 275 tonnes, 5 tonnes of iron ore, 10 tonnes of rolling crusts, 10 tonnes of quicklime and 5 tonnes of light calcined dolomite were used, and while these materials are gradually loaded into the converter as illustrated by the arrows in Figure 15, the settings for the lance height and the oxygen flow rate illustrated by the solid line on Figure 15, corresponding to the steel to be blown, are made according to

  
the predetermined blow pattern based on the type of steel.

  
After the start of blowing, the temperature in the converter is raised as the reactions in the converter progress, such as decarburization and separation of the silicon with simultaneous formation of iron oxide and bonding of the iron oxide with charged quicklime and slightly calcined dolomite, and these substances are melted to form slag. Then, the movement of the slag in the converter becomes energetic at the same time as the increase in the formation of slag, and the lance is caused to vibrate under the influence of the formation of slag.

  
As already mentioned in connection with FIG. 13, the signal detected by the detector for acceleration, provided in the converter and, in the present example, by the crystal vibrator 2 provided on the lance 1, is shaped by the signal processor 3. The obtained wavelength level is illustrated by a thick solid line at the bottom of Figure 15, but this line is compared with the level signals (solid thin lines) previously determined. in the computer 4.

  
fl * - 9 0 - pu

  
When the acceleration wavelength level

  
is located in the previously determined zone of the right level of slag formation, the blowing is continued according to the set value of the program.

  
However, when an insufficient level of slag formation continues for a given time as illustrated by point a in Figure 15, the lance is raised and a gentle blowing is performed. If the insufficient level of slag formation still continues, the lance is even higher. The reason why gentle blowing is performed in this case is based on the fact that the formation of iron oxide becomes easy by raising the lance, while the formation of CaO slag is favored.

  
Conversely, when the level reaches an area of excessive slag formation as in the case of point b, the quanti-

  
  <EMI ID = 50.1>

  
fear that the contents of the converter overflow from it, so that the oxygen flow is reduced and the lance is lowered

  
  <EMI ID = 51.1>

  
case of point a.

  
  <EMI ID = 52.1>

  
you. blowing, are:
  <EMI ID = 53.1>
   <EMI ID = 54.1>

  
The blowing in the converter has so far been carried out according to experience and according to the sixth sense of the operator but, by carrying out blowing. automatic program setting

  
  <EMI ID = 55.1>

  
concerning the state of formation of the slag at the desired time and by carrying out the action, the blowing has become very stable and the precision of the control, when the blowing is stopped, has been considerably improved and by preventing overflow, the production

  
iron has been considerably improved and the setting of P and Mn has become precise, so that it is possible to discharge the steel immediately after the blowing has stopped.

  
In developing the first aspect of the present invention, the inventors have found a method for controlling the formation of slag in the converter, in which the acceleration in the horizontal direction acting on the detector for acceleration is all the more important. that the formation of slag scum is more active, so that a variation in the acceleration

  
  <EMI ID = 56.1>

  
  <EMI ID = 57.1>

  
slag that depends on it.

  
Figure 16 illustrates the apparatus for practical implementation of the fourth aspect of the present invention. As illustrated in FIG. 16, by way of example, to the upper part of the lance 2 for the oxygen blowing, introduced into the converter 1, is fixed the oscillating crystal accelerometer 7, the horizontal acceleration of lance 2 is detected,

  
and the formation of slag is controlled by a system comprising a demodulator 26, a wave shaper 27, a recorder 28, a computer 21 and a regulator 29 for the position of the lance and the oxygen flow rate. Reference number 5 designates molten steel and reference number 6 designates foam slag.

  
During an effective blowing operation of con-

  
  <EMI ID = 58.1>

  
noted that the detected values of the previous acceleration of the lance are modified by the oxygen flow rate and by the lance height under similar conditions of slag formation, so that, in order to improve the detection accuracy of the slag formation, it was considered that a correction is necessary depending on the oxygen flow rate and the height adjustment value

  
spear.

  
The inventors have mounted an electrode type probe comprising a detection circuit controlled by contacting

  
with the upper surface of the scum in foam, on a dlance during the above-mentioned operation of blowing in a converter of 150 tons, they effectively measured the height

  
scum in foam by suspending the spear at the same time

  
as the acceleration detector acting on the lance 2 for the oxygen blowing, they determined the height measured and the acceleration detected with respect to a position value of the lance 2 and of an oxygen flow at this moment, and they obtained the following relationship from the results' illustrated in Figure 7, and this as a particular embodiment.

  

  <EMI ID = 59.1>


  
formula in which G is an average value of a horizontal acceleration acting on the lance, <EMI ID = 60.1>

  
  <EMI ID = 61.1>

  
  <EMI ID = 62.1>

  
  <EMI ID = 63.1>

  
  <EMI ID = 64.1>

  
  <EMI ID = 65.1>

  
With regard to viscosity, specific gravity, etc., slag, its slight variation cannot be avoided in theory, but we can

  
treat it as a constant in an effective converter and, in the above operational experience, a value of

  
  <EMI ID = 66.1>

  
correction varying with the vibration characteristic of the lance compared to the type of converter, with installation factors, such as the type of lance, etc., for example a difference in suspension tension acting on two suspension wires of the lance, and usually corresponding to 0 in the range of -0.05G to approximately + 0.04G.

  
  <EMI ID = 67.1>

  
  <EMI ID = 68.1>

  
of steel at rest, so that, in the previous equation,

  
  <EMI ID = 69.1>

  
scum in foam.

  
As appears from formula (3), according to the following formula:

  

  <EMI ID = 70.1>


  
the height of the dross slag can be estimated and this estimated value can immediately be used to discriminate the conditions for slag formation.

  
  <EMI ID = 71.1>

  
variation in slag formation conditions, in particular <EMI ID = 72.1>

  
  <EMI ID = 73.1>

  
deriving this point, as illustrated in figure 18, the distance from-

  
&#65533; &#65533; .s then the converter mouth 30 to the upper surface

  
  <EMI ID = 74.1>

  
1.8 m, 1.8-3.5 m, 3.5-5.5 m and more than 5.5 m, each of these levels being classified as an overflow danger zone, a zone of excessive slag formation, an area of good formation

  
  <EMI ID = 75.1>

  
  <EMI ID = 76.1>

  
in this 275-ton converter is located 1.467 m above the bottom and 7.7 m from the surface of the bath to the top of the converter.

  
In this way, the fact that the upper surface 31 of the foam slag is within 1.8 m from

  
the gueulard 30 is estimated according to formula (4) and the acceleration in the horizontal direction of the lance 2 is detected, and in this way one can easily predict a danger of overflow.

  
During a converter life, i.e. a life

  
over a period between replacing the bricks, the bottom of the converter changes due to worn bricks or a cover

  
by slag, so that it is subject to a level change of about 0.8 m, and this change creates a difference of

  
  <EMI ID = 77.1>

  
as illustrated in Figure 19. This produces a difference in the distance between the upper surface 31 of the foam slag to the mouth 30, which cannot be ignored with regard to the positive prediction of an overflow.

  
Starting from the previous considerations, adding to formula (4) a correction factor regarding the change in <EMI ID = 78.1>

  
basically, we get the following formula:

  

  <EMI ID = 79.1>


  
According to the zones of slag formation illustrated in Figure 18, in order to materialize the optimal slag formation setting, an appropriate action of adjusting the oxygen flow and

  
the lance height can be obtained from the above formula (5).

  
In formula (5), b can possibly be corrected according to a change in the installation, such as a change in

  
spear ; if such a correction is immediately obtained from the operational results, an appropriate choice can easily be made from experience.

  
Figure 20 illustrates an embodiment of a method for adjusting the formation of slag in an LD converter according to the invention, where the abscissa relates to the flow time of the blowing, while the ordinate presents the lance height ,

  
the oxygen flow rate and the slag formation conditions, that is to say the height of the upper surface 31 of the slag

  
in foam.

  
In fact, no control of slag formation is necessary at the initial stage and at the final stage of blowing,

  
so that the range of settings has been determined for a time, corresponding to 8 minutes elapsed since the start of blowing

AT

  
until a time when 85% of the predetermined amount of oxygen

  
blowing have been blown. j

  
1

  
  <EMI ID = 80.1>

  
performed based on an average value over 30 seconds of a

  
  <EMI ID = 81.1>

  
The broken line provided in Figure 20 for illus- <EMI ID = 82.1>

  
the development of the lance height (m) and the oxygen flow

  
  <EMI ID = 83.1>

  
ended by an already established blowing program, while a solid line illustrates an operational value for controlling the formation of slag by considering the corrective action resulting from the detected result of acceleration in horizontal direction acting on the lance relative slag formation.

  
First, according to the blowing program, the lance height LH (height from the surface of the bath) is provided

  
  <EMI ID = 84.1>

  
  <EMI ID = 85.1>

  
point a before entering the adjustment range, depending on the pro-

  
  <EMI ID = 86.1>

  
of oxygen F02 is lowered to 650 Nm <3> / min, and at the point (8 minutes) entered in the adjustment range, the lance height LH is 1.6 m and the blowing is carried out according to the program.

  
After this point, the slag formation is adjusted according to the invention. As illustrated in Figure 20, when the slag height Sa estimated by formula (5) exceeds -3.5 m from the area of excessive slag formation, the height

  
  <EMI ID = 87.1>

  
  <EMI ID = 88.1>

  
  <EMI ID = 89.1>

  
1.6 m as programmed.

  
As the blowing continues, the height of the

  
  <EMI ID = 90.1>

  
excessive slag formation, so that the height of lan-

  
  <EMI ID = 91.1>

  
increased to reach the overflow danger zone, so <EMI ID = 92.1>

  
  <EMI ID = 93.1>

  
  <EMI ID = 94.1>

  
before the development illustrated in Figure 20, and the setting

  
  <EMI ID = 95.1>

  
but only by causing a tendency to a slight overflow.

  
Then, at point f, when the height of the slag is lowered uniformly towards the zone of good slag formation, the oxygen flow rate is reduced by 450 Nm <3> / min at 550 Nm <3> / min

  
  <EMI ID = 96.1>

  
  <EMI ID = 97.1>

  
  <EMI ID = 98.1>

  
  <EMI ID = 99.1>

  
  <EMI ID = 100.1>

  
  <EMI ID = 101.1>

  
point h, so as to maintain the operation for passing through

  
the zone of good formation of slag at the point of 85% of a predetermined flow of oxygen, as estimated at the start.

  
After this operation, the orbital correction of the blowing is performed to increase the success of the steel discharge.

  
As mentioned above, compared to an indirect method for detecting slag formation, such as an analysis of the waste gases and the temperature of the waste gases or of the vibration and sound of an oven body, the present invention detects acceleration of the lance in the horizontal direction, due to the movement of the slag, in the form of the kinetic energy received directly from the slag, so that the present invention is far superior to traditional inventions with regard to precision. In particular, the present invention uses the fact that the acceleration of the lance is proportional to the <EMI ID = 102.1>

  
and oxygen flow, and estimates a height of scum in foam, so that it becomes possible to adjust the formation as desired

  
slag by correcting the variation in the oxygen flow rate and the change in the lance height and taking precise account of the height of the scum in foam without any fear of overflow.

  
In addition, in developing the fourth aspect of the present invention, the inventors have found a method for controlling the formation of slag in a converter, wherein the acceleration by movements of an object suspended in the converter in directions perpendicular to a horizontal plane is measured and the sum of the vectors of these movements is obtained as a source of information in order to improve the precision of the adjustment.

  
The fifth aspect of the present invention uses a functional information relation, the depth of lance immersed in the slag and the flow of oxygen, and estimates a height of scum in foam precisely to use the values estimated as factors, for adjusting the formation of slag.

   The movement of the oxygen blowing lance varies in different directions in different installations and in different blowing procedures by a variation of its support state, a variation of the reaction state in the converter, etc. , so that in the above-described measurement method for detecting only the acceleration in a certain direction, the acceleration is changed by a variation of this direction of movement, so that the accuracy for setting the formation slag compared to this <EMI ID = 103.1>

  
above as a source of information is reduced.

  
As a means of solving this problem, the inventors propose a method of measuring the acceleration of movement of a lance in two directions (directions x and y) at right angles to a horizontal plane, by obtaining a quantity

  
  <EMI ID = 104.1>

  
and using the value thus obtained as setting information as illustrated in Figure 21.

  

  <EMI ID = 105.1>


  
formula in which:

  
areal - magnitude of actual acceleration

  
a: magnitude of the acceleration in the x direction over

  
a horizontal plane

  
a: magnitude of the acceleration in the direction y on

  
a horizontal plane. An embodiment of a measurement and

  
p processing for the implementation of the fifth aspect of this adjustment process is illustrated in Figure 22.

  
  <EMI ID = 106.1>

  
compound teme (called composite value) by the integrated average values of the acceleration in the direction x (which one calls average value in direction x) during the blowing, using the system illustrated by Figure 22 , and acceleration in

  
i directions x and y, as obtained by formula (6). These values are almost similar in relationship until 10 minutes after

  
the start of blowing, the main direction of vibration

  
is in the x direction but is weakened in vibration after 10-20 minutes and transferred in the y direction. After 12 minutes, the vibration in the x direction is again reinforced.

  
  <EMI ID = 107.1>

  
  <EMI ID = 108.1>

  
development over time for effective implementation

  
  <EMI ID = 109.1>

H

  
Figure 24 is a graph showing the relationship between an average value G of acceleration in horizontal directions <EMI ID = 110.1>

  
2 H H

  
  <EMI ID = 111.1>

  
moment for an effective measurement of the slag height Sa *

  
il In the previous relation, the symbols (1), (2) and

  
(3) give the results when measuring each height of slag S in the blowing process illustrated in the Figure
23.

  
As can be seen in Figure 24, the composite value indicated by a mark o is in almost linear relationship

  
  <EMI ID = 112.1>

  
an average value in the x direction has no clear relationship

  
  <EMI ID = 113.1>

  
Comparison of the graph (1) with the graph (2), the main direction of vibration differs at all times from the measurement and this becomes a disturbance and a large scattering. In the case of using the composite value, even with any of the times (1), (2) and (3), a linear relationship with low scatter can be maintained.

  
Consequently, in the case of measuring a height

  
  <EMI ID = 114.1>

  
Since the formation of slag is based on this measurement, it is necessary to use a composite value while removing any influence whatsoever from variation in the direction of vibration.

  
  <EMI ID = 115.1>

  
The embodiment according to Figure 22, from which the previous results have been obtained, will be explained in detail. At the top of the oxygen blowing lance

  
  <EMI ID = 116.1>

  
  <EMI ID = 117.1>

  
  <EMI ID = 118.1>

  
  <EMI ID = 119.1>

  
  <EMI ID = 120.1>

  
taking demodulators 26, 26 ', a waveform shaper

  
  <EMI ID = 121.1>

  
  <EMI ID = 122.1>

  
&#65533;

  
  <EMI ID = 123.1>

  
oxygen. Reference number 5 designates molten steel and number 6 designates foam slag.

  
During the actual blowing operation of the conver-

  
  <EMI ID = 124.1>

  
  <EMI ID = 125.1>

  
  <EMI ID = 126.1>

  
lance lance even under almost similar conditions of slag formation, so that in order to improve the accuracy of detection of slag formation, it has been considered that a correction is necessary according to the oxygen flow rate and the lance height adjustment value.

  
Adjusting the slag formation and its analysis using the composite acceleration value, the oxygen flow

  
and the lance height according to the fifth aspect of the present invention is achieved in the same manner as in the case of the fourth aspect of the present invention. Consequently, a detailed explanation has been omitted. In this embodiment, the * &#65533; * tt te! *** **

  
accuracy of the adjustment of the slag formation can be improved compared to the fourth embodiment.

  
As mentioned above, the present invention, compared to a method for indirectly detecting the formation of slag using an analysis of waste gases and

  
the temperature of the waste gases or of the vibration, of the sound,

  
etc., of an oven body, gives an excellent process precise to such an extent that the acceleration of the movement of an object introduced into the converter, such as the lance, constitutes information of this

  
  <EMI ID = 127.1>

  
the present invention, whatever the variation in the direction of movement due to a difference in installation, etc.,

  
precise acceleration of movement is always detected with

  
high precision, compared to a process using sound,

  
etc.

CLAIMS

  
1. A method of adjusting the formation of slag in an LD converter, which includes providing an acceleration sensor in the converter when blowing molten steel, and detecting and integrating the acceleration acting

  
on this detector, which is caused only by the slag formed by the reaction developing in the converter.

  
2. Method for adjusting the formation of slag in a


    

Claims (1)

<EMI ID=128.1> <EMI ID = 128.1> teur d'accélération est fixé à une lance principale qui est introduite dans le convertisseur. The acceleration tor is attached to a main lance which is introduced into the converter. 3. Procédé de réglage de la formation de scories dans un convertisseur LD suivant la revendication 2, dans lequel les composantes de variation d'accélération, découlant de la fréquence na-turelle de la lance principale et des conduits de lance prévus pour l'alimentation d'oxygène et d'eau de refroidissement, des signaux d'accélération décelés par le détecteur d'accélération sont séparées des composantes de variation d'accélération, basées sur les scories, des signaux d'accélération et seuls les composantes de variation d'accélération sont intégrées. 3. A method of adjusting the formation of slag in an LD converter according to claim 2, in which the components of acceleration variation, arising from the natural frequency of the main lance and the lance conduits provided for the supply of oxygen and cooling water, acceleration signals detected by the acceleration sensor are separated from the acceleration variation components, based on the slag, acceleration signals and only the variation components of acceleration are integrated. 4. Procédé de réglage de la formation de scories dans un convertisseur LD suivant la revendication 3, dans lequel l'accélération de la lance principale est décelée par le détecteur d'accélération, la forme d'onde des signaux d'accélération provenant du détecteur est intégrée, toutes les plusieurs secondes, par un conformateur de forme d'onde, le niveau des valeurs intégrées est classé en au moins quatre zones de formation insuffisante de scories, de bonne formation de scories, de formation excessive de scories et de débordement, et les conditions de formation de scories sont discriminées par rapport à ces zones grace à un dispositif de discrimination. 4. A method of adjusting the formation of slag in an LD converter according to claim 3, wherein the acceleration of the main lance is detected by the acceleration detector, the waveform of the acceleration signals coming from the detector is integrated, every several seconds, by a waveform shaper, the level of the integrated values is classified into at least four zones of insufficient slag formation, good slag formation, excessive slag formation and overflow, and the conditions for the formation of slag are discriminated with respect to these zones by means of a discrimination device. 5. Procédé pour prédire le débordement dans un convertisseur LD, qui comprend successivement la mesure de l'accélération du mouvement en direction horizontale d'une lance introduite dans le convertisseur durant le soufflage, la détermination des valeurs moyennes intégrées de cet accélération toutes les plusieurs secondes, la classification de la variation dans le temps des valeurs moyennes intégrées suivant une série de schémas, la formulation de ces schémas et la discrimination de ceux-ci, de sorte que les conditions de formation d'écumes de scories sont estimées depuis 5. Method for predicting overflow in an LD converter, which successively comprises the measurement of the acceleration of the movement in the horizontal direction of a lance introduced into the converter during the blowing, the determination of the integrated average values of this acceleration every several seconds, the classification of the variation over time of the integrated average values according to a series of diagrams, the formulation of these diagrams and the discrimination thereof, so that the conditions for the formation of slag scum are estimated from les plusieurs secondes susdites jusqu'à des dizaines de secondes après la temps mesuré.-' the aforementioned several seconds up to tens of seconds after the measured time. 6. Procédé pour prédire le débordement dans un convertis- <EMI ID=129.1> 6. Method for predicting overflow in a converted- <EMI ID = 129.1> <EMI ID=130.1> <EMI ID = 130.1> <EMI ID=131.1> <EMI ID = 131.1> dans lequelles a, b et c sont des coefficients, pourvu que la formule (1) soit utilisée lorsque la variation dans le temps y des va- in which a, b and c are coefficients, provided that formula (1) is used when the variation in time y of the values <EMI ID=132.1> <EMI ID = 132.1> <EMI ID=133.1> <EMI ID = 133.1> <EMI ID=134.1> <EMI ID = 134.1> dans un convertisseur LD au cours d'un soufflage à réglage automatique programmé, dans lequel des quantités d'oxygène et de matières de refroidissement nécessaires à l'obtention de la teneur envisagée de carbone et de la température de l'acier fondu sont calculées grâce à un modèle dynamique dans lequel des schémas de soufflage préalablement déterminés cont mémorisés dans un calculateur et les informations mesurées en ce qui concerne la teneur de carbone et la température sont obtenues en introduisant une sous-lance dans l'acier en fusion d'après le schéma de soufflage, l'amélioration consistant à déceler la variation de l'état de formation des scories durant le soufflage par le mouvement des scories dans le convertisseur grâce à un détecteur d'accélération prévu dans le convertisseur et corrigeant ainsi le programme de soufflage. in an LD converter during a programmed automatic adjustment blowing, in which quantities of oxygen and cooling materials necessary to obtain the envisaged carbon content and the temperature of the molten steel are calculated using to a dynamic model in which previously determined blow patterns cont memorized in a computer and the information measured with regard to carbon content and temperature are obtained by introducing a sub-lance into the molten steel according to the blowing diagram, the improvement consisting in detecting the variation in the state of formation of slag during blowing by the movement of slag in the converter by means of an acceleration detector provided in the converter and thus correcting the blowing program. 8. Procédé de réglage du soufflage d'oxygène pur dans un convertisseur LD suivant la revendication 7, dans lequel le niveau de valeur de crête de la forma.d'onde mesurée de l'accélération provoquée par le mouvement des scories dans le convertisseur contre le détecteur d'accélération prévu dans ce dernier est classé en quatre zones de formation insuffisante de scories, de bonne for- <EMI ID=135.1> 8. A method of adjusting the blowing of pure oxygen into an LD converter according to claim 7, wherein the peak value level of the measured waveform of the acceleration caused by the movement of slag in the converter against the acceleration detector provided for in the latter is classified into four zones of insufficient formation of slag, of good shape <EMI ID = 135.1> dement, et lorsque les zones de la formation insuffisante de scories, de la formation excédentaire de scories et du débordement sont prédites, le niveau de la forme d'onde de l'accélération est réglé pour provoquer une correction dans la direction de la zone dement, and when areas of insufficient slag formation, excess slag formation and overflow are predicted, the level of the acceleration waveform is adjusted to cause correction in the direction of the area de bonne formation de scories, en augmentant ou en diminuant la hauteur de lance et/ou le débit d'oxygène. good slag formation, by increasing or decreasing the lance height and / or the oxygen flow rate. 9. Procédé de réglage de la formation de scories dans un convertisseur LD, qui comprend la prévision d'un détecteur d'accélération dans le convertisseur lors du soufflage d'un acier en fusion, la détection de l'accélération en direction horizontale agissant sur le détecteur, qui est provoquée uniquement par les scories formées par la réaction dans le convertisseur, et l'estimation de la hauteur des scories en écumes au départ de la valeur d'accélération décelée, du débit d'oxygène et de la valeur instantanée à la position introduite du détecteur, en utilisant une relation fonctionnelle de l'accélération, de la profondeur d'immersion du détecteur dans les scories et du débit d'oxygène, de manière à créer des facteurs de réglage de formation de scories pour cette estimation. 9. A method of adjusting the formation of slag in an LD converter, which comprises providing an acceleration detector in the converter when blowing molten steel, detecting the acceleration in the horizontal direction acting on the detector, which is caused solely by the slag formed by the reaction in the converter, and the estimation of the height of the slag into foam based on the detected acceleration value, the oxygen flow rate and the instantaneous value at the introduced position of the detector, using a functional relationship of the acceleration, the depth of immersion of the detector in the slag and the oxygen flow, so as to create adjustment factors for the formation of slag for this estimation. 10. Procédé de réglage de la formation de scories dans un convertisseur LD suivant la revendication 9, dans lequel une fonction permettant de présumer la hauteur de formation de scories est exprimée par la formule suivante : 10. A method of adjusting the formation of slag in an LD converter according to claim 9, in which a function making it possible to presume the height of slag formation is expressed by the following formula: <EMI ID=136.1> <EMI ID = 136.1> <EMI ID=137.1> <EMI ID = 137.1> G : valeur moyenne d'accélération horizontale agissant sur la lance (G), G: average value of horizontal acceleration acting on the lance (G), <EMI ID=138.1> <EMI ID=139.1> <EMI ID = 138.1> <EMI ID = 139.1> LH : hauteur de lance (m), LH: lance height (m), AH : terme de correction de la variation due au AH: correction term for variation due to fond dans le convertisseur (m). bottom in the converter (m). 11. Procédé de réglage de la formation de scories dans un convertisseur LD, qui comprend la mesure de l'accélération des mouvements d'un objet pendu verticalement dans le convertisseur, dans les directions perpendiculaires à un plan horizontal, en obtenant la somme des vecteurs de ces mouvements, et le réglage de la formation de scories dans le convertisseur, basé sur les valeurs ainsi obtenues. 11. A method of adjusting the formation of slag in an LD converter, which comprises measuring the acceleration of the movements of an object hung vertically in the converter, in directions perpendicular to a horizontal plane, by obtaining the sum of the vectors of these movements, and the adjustment of the formation of slag in the converter, based on the values thus obtained. 12. Procédé de réglage de la formation de scories dans un convertisseur LD, qui comprend la mesure de l'accélération des mouvements d'un objet suspendu verticalement dans le convertisseur dans des directions perpendiculaires à un plan horizontal, l'obtention de la somme des vecteurs de ces mouvements, et l'estimation de la hauteur des scories en écumes par l'utilisation d'une relation fonctionnelle de ces valeurs, de la profondeur d'une lance 12. A method of adjusting the formation of slag in an LD converter, which comprises measuring the acceleration of the movements of an object suspended vertically in the converter in directions perpendicular to a horizontal plane, obtaining the sum of the vectors of these movements, and the estimation of the height of scum in foam by the use of a functional relation of these values, of the depth of a lance de soufflage d'oxygène immergée dans les scories et du débit d'oxygène, de manière à créer ainsi des facteurs de réglage de formation de scories pour cette estimation. of oxygen blown submerged in the slag and of the oxygen flow, so as to create factors for adjusting the formation of slag for this estimation.
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Date Code Title Description
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Owner name: KAWASAKI STEEL CORP.

Effective date: 19981231