CA1159653A - Procede de brassage pneumatique d'un bain de metal en fusion - Google Patents
Procede de brassage pneumatique d'un bain de metal en fusionInfo
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Abstract
Procédé de brassage pneumatique d'un bain de métal en fusion par introduction d'un fluide sous la surface, L'invention consiste à injecter un fluide à l'état gazeux en dehors des périodes de brassage et à lui substituer, au cours des périodes de brassage, un fluide à l'état liquide susceptible de se vaporiser facilement au contact du métal en fusion. L'invention s'applique aux traitements des métaux en fusion dans lesquels l'effet de brassage au gaz n'est recherché que temporairement et permet d'assurer la protection du dispositif d'injection avec un débit minimum de gaz tout en procurant, au moment du brassage, un débit de gaz satisfaisant. L'invention est avantageusement mise en oeuvre pour la conversion pneumatique de la fonte dans un convertisseur à soufflage d'oxygène par le haut.
Description
~ 159~3 La presenbe invention concerne les operations de bras-sage pneumatique d'un bain de métal en fusion par injection d'un gaz sous la surface du bain.
On sait que de telles opérations trouvent application dans divers secteurs industriels et en particulier en siderurgie, où il a dej~ ete propose (certificat d'utilité fran~ais du 29 août 1975, n 2 322 202 au nom de l'Institut de Recherches de la Siderurgie Fran~aise) d'etendre les possibilites metallurgiques des procedes de conversion pneumatique de la fonte en associant, dans le convertisseur, un soufflage d'oxygène par le haut au moyen d'une lance emergee, avec une insufflation de gaz inerte dans le bain metallique pendant et après l'affinage ~ lloxygène au moyen de dispositifs d'injection débouchant sous la surface et implantes en paroi ou plus generalement dans le fond du recipient.
Un handicap de cette technique resulte du fait que bien souvent le brassage pneumatique n'est utile ou recherche, pour le traitement du metal, que temporairement alors que l'injection de gaz, qui procure ce brassage, e~t necessaire en permanence pour eviter que le metal en fuslon vienne boucher le dispositif d'in-jection en s'y solidifiant.
A cet egard, si, compte tenu des disponibiliiés enpression de l'installation, on calibre le dispositif d'injection de manière ~ obtenir un debit de gaz optimal pour le brassage, le debit minimum ~ respecter nécessairement en dehors des perio-des de brassage pour proteger le dispositif d'injection contre les risques de boucha~e constitue une pénalité substantielle au plan economique qui peut ne pas être justifiee par des raisons metallur-giques.
Inversement, si l'on calibre le dispositif d'injection de fa~on à minimiser le débit de protection~ il est souvent diffi~
cile, voire impossible, d'atteindre ensuite les debits de gaz 5 ~
souhaitables pour un brassage efficace. On peut alors songer à multiplier le nombre de dispositifs d'injection, mais ce faisant, on est ramené au problème précéaent.
La présente invention a pour but de remédier à ces difficultés.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de brassage pneumatique d'un bain de métal en fusion par introduc-tion d'un fluide inerte au moyen d'un dispositif d'injection débouchant sous la surface du bain selon lequel l'e-ffet de brassage n'est recherché que temporairement et caractérisé en ce que, en dehors des périodes de brassage, on alimente le dispositif d'injection avec un fluide à l'état gazeux, et en ce que, au cours des périodes de brassa~e, on substitue au fluide gazeux un fluide à l'état liquide susceptible de se vaporiser facilement au contact du métal en fusion.
Conformément à une variante, les fluides injectés respectivement sous forme gazeuse et sous forme liquide sont de même nature chimique.
Conformément à une autre variante, le fluide injecté
sous forme liquide présente un rapport masse volumique/masse moléculaire de valeur élevée.
Le procédé de l'invention peut etre mis en oeuvre aussi bien avec un dispositif a ~ injection constitue par des tuyères débouchant sous la surface du bain de métal en fusion qu'avec un dispositif d'injection constitué par une pluralité
de pièces réfractaires, à perméabilité interne sélective et orientée, incorporées dans le fond du récipient contenant le bain de métal en fusion. De telles pièces réfractaires per-méables ont été décrites dans la demande de brevet français publiée sous le No 2.~55.008, au nom de llInstitut de Recherches de la Sidérurgie Française.
, ~J i- !
~ ~5~3 Comme on le comprend, l'invehtion consiste donc, dans ses caractéristiques essentielles, ~ modifier en cours d'opera-tion l'état physique du fluide de brassage -et éventuellement sa nature chimique également- de maniere a injecter un gaz de protection du dispositif d'injection lorsque le brassage du bain n'est pas nécessaire et a i ~ecter un liquide de brassage lors-que cette nécessite a lieu.
Ainsi, llinvention apporte une solution élégante au problème pose en permettant de concilier les imperatifs apparem-ment con~adictoires de minimisation du débit de protection etd'optimisation du debit de brassa~e au moyen d'un même dispositif d'injection.
L'invention sera mieux comprise dans ses differents aspects et a~antages grace à la description ci~après de deux exemples d'application du brassage au gaz inerte au cours d'une operation d'affinage pneuma~que de la onte dans un convertisseur à soufflage d'oxygene ~ar le haut.
Exemple 1 On considère un cQn~ertisseur de type LD d'une capacite de 60 t et dont le fond a eté equipe d'un dispositif dlinjection constitué par des tuyères en acier présentant un d~ètreinterne de 5 mm. Les tuyères sont au nombre de quatre uniformement reparties dans le f~nd et reliees à un système d'alimentation en `azote dont le pression maximale permise est limitee ~ 15 bars relatifs.
Au cours de la phase d'affinage ~ l'oxygène, le bras-sage à l'azote n'est pas necessaire puisque la decarburation procure elle-même une agitation suffisante du bain métallique.
Il s'agit donc, au cours de cette ~eriode, d'insuffler le ~ini-mum de gaz par tuyère, necessaire pour eviter le bouchage de celle-ci. On sait que le critère generalement adopte consiste à
obtenir au nez de la tuyère une vitesse sonique du gaz. Dans ces ~ 159~53 conditions, le débit minimal de protection est voisin de 10 1.
d'azote par seconde et ce débit est obtenu sous une pression de
On sait que de telles opérations trouvent application dans divers secteurs industriels et en particulier en siderurgie, où il a dej~ ete propose (certificat d'utilité fran~ais du 29 août 1975, n 2 322 202 au nom de l'Institut de Recherches de la Siderurgie Fran~aise) d'etendre les possibilites metallurgiques des procedes de conversion pneumatique de la fonte en associant, dans le convertisseur, un soufflage d'oxygène par le haut au moyen d'une lance emergee, avec une insufflation de gaz inerte dans le bain metallique pendant et après l'affinage ~ lloxygène au moyen de dispositifs d'injection débouchant sous la surface et implantes en paroi ou plus generalement dans le fond du recipient.
Un handicap de cette technique resulte du fait que bien souvent le brassage pneumatique n'est utile ou recherche, pour le traitement du metal, que temporairement alors que l'injection de gaz, qui procure ce brassage, e~t necessaire en permanence pour eviter que le metal en fuslon vienne boucher le dispositif d'in-jection en s'y solidifiant.
A cet egard, si, compte tenu des disponibiliiés enpression de l'installation, on calibre le dispositif d'injection de manière ~ obtenir un debit de gaz optimal pour le brassage, le debit minimum ~ respecter nécessairement en dehors des perio-des de brassage pour proteger le dispositif d'injection contre les risques de boucha~e constitue une pénalité substantielle au plan economique qui peut ne pas être justifiee par des raisons metallur-giques.
Inversement, si l'on calibre le dispositif d'injection de fa~on à minimiser le débit de protection~ il est souvent diffi~
cile, voire impossible, d'atteindre ensuite les debits de gaz 5 ~
souhaitables pour un brassage efficace. On peut alors songer à multiplier le nombre de dispositifs d'injection, mais ce faisant, on est ramené au problème précéaent.
La présente invention a pour but de remédier à ces difficultés.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de brassage pneumatique d'un bain de métal en fusion par introduc-tion d'un fluide inerte au moyen d'un dispositif d'injection débouchant sous la surface du bain selon lequel l'e-ffet de brassage n'est recherché que temporairement et caractérisé en ce que, en dehors des périodes de brassage, on alimente le dispositif d'injection avec un fluide à l'état gazeux, et en ce que, au cours des périodes de brassa~e, on substitue au fluide gazeux un fluide à l'état liquide susceptible de se vaporiser facilement au contact du métal en fusion.
Conformément à une variante, les fluides injectés respectivement sous forme gazeuse et sous forme liquide sont de même nature chimique.
Conformément à une autre variante, le fluide injecté
sous forme liquide présente un rapport masse volumique/masse moléculaire de valeur élevée.
Le procédé de l'invention peut etre mis en oeuvre aussi bien avec un dispositif a ~ injection constitue par des tuyères débouchant sous la surface du bain de métal en fusion qu'avec un dispositif d'injection constitué par une pluralité
de pièces réfractaires, à perméabilité interne sélective et orientée, incorporées dans le fond du récipient contenant le bain de métal en fusion. De telles pièces réfractaires per-méables ont été décrites dans la demande de brevet français publiée sous le No 2.~55.008, au nom de llInstitut de Recherches de la Sidérurgie Française.
, ~J i- !
~ ~5~3 Comme on le comprend, l'invehtion consiste donc, dans ses caractéristiques essentielles, ~ modifier en cours d'opera-tion l'état physique du fluide de brassage -et éventuellement sa nature chimique également- de maniere a injecter un gaz de protection du dispositif d'injection lorsque le brassage du bain n'est pas nécessaire et a i ~ecter un liquide de brassage lors-que cette nécessite a lieu.
Ainsi, llinvention apporte une solution élégante au problème pose en permettant de concilier les imperatifs apparem-ment con~adictoires de minimisation du débit de protection etd'optimisation du debit de brassa~e au moyen d'un même dispositif d'injection.
L'invention sera mieux comprise dans ses differents aspects et a~antages grace à la description ci~après de deux exemples d'application du brassage au gaz inerte au cours d'une operation d'affinage pneuma~que de la onte dans un convertisseur à soufflage d'oxygene ~ar le haut.
Exemple 1 On considère un cQn~ertisseur de type LD d'une capacite de 60 t et dont le fond a eté equipe d'un dispositif dlinjection constitué par des tuyères en acier présentant un d~ètreinterne de 5 mm. Les tuyères sont au nombre de quatre uniformement reparties dans le f~nd et reliees à un système d'alimentation en `azote dont le pression maximale permise est limitee ~ 15 bars relatifs.
Au cours de la phase d'affinage ~ l'oxygène, le bras-sage à l'azote n'est pas necessaire puisque la decarburation procure elle-même une agitation suffisante du bain métallique.
Il s'agit donc, au cours de cette ~eriode, d'insuffler le ~ini-mum de gaz par tuyère, necessaire pour eviter le bouchage de celle-ci. On sait que le critère generalement adopte consiste à
obtenir au nez de la tuyère une vitesse sonique du gaz. Dans ces ~ 159~53 conditions, le débit minimal de protection est voisin de 10 1.
d'azote par seconde et ce débit est obtenu sous une pression de
2 bars relatifs.
A la fin de la période d'affinage à l'oxygène, débute le traitement du bain par brassage ~ l'azote. On substitue alors de l'azote à l'état liquéfié a l'azote gazeux précédemment insuf-flé. Sous la pression maximale de 15 bars relatifs, le d~bit d'azote liquide passant dans la tuy~re est de 0,2 l/sec. environ qui, au contact du métal en fusion dans le convertisseur se vaporise rapidement en fournissant un débit de gaz voisin de 120 l/sec., ce qui correspond à la ~aleur recherchée pour un brassage efficace.
A titre comparatif, si l'on continue à alimenter les tuyères en azote gazeux après la péri~de d'affinage, le débit maximal de gaz pouvant être atteint par tuyère est seulement de 60 l/sec. environ.
Un tel déhit pouvant atre insuffisant pour assurer un brassage satisfaisantr on est alors amené, soit à doubler le nombre de tuyèxes, d'où un investissement et des frais d'exploi-tation supplementaires, soit ~ utiliser des tuyères de plusgrand diamètre interne, ce qui dans tous les cas, conduit à
doubler la consomma~ion d'azote n~cessaire pour la protection des tuyères.
On voit que le procede selon l'invention permet, dans le cas d'un brassage à l'azote de doublerle debit de brassage à
debit de protection donne, ou, exprimé différemment, à réduire de moitié le débit de protection pour un débit de brassage donné.
Bien entendu, ces proportions sont valables pour l'azo-te et sont géneralement modifiées avec la nature du gaz utilise.
Ainsi, si l'on utilise du gaz carbonique liquéfié, le débit de brassage maximal que l'on peut atteindre avoisine 60 l/secO, donc, ~ l~9~j3 beaucoup plus défavorable que dans le cas de l'azote. Il en est de même pour l'argon liquéfié avec un débit maximum de 65 l/sec.
environ.
On considère un convertisseur du type LD d'une capacité
de 60 t. Cinq pièces réfractaires perméables sont incorporées à
la maçonnerie du fond du convertisseur. oacune de ces pièces est constituée par un assemblage ordonné et jontif de plaques réfrac~
taires non poreuses, juxtaposées sans joint ma*ériel d'étanchéité
entre elles; le serrage et la cohésion de ces plaques est assuré
par fret-tage, au moyen d'une enveloppe métallique; une plaque de fermeture complète l'enveloppe metallique de façon à assurer l'étanchéité de chaque pièce vis-à-vis de l'extérieur du conver-tisseur; une conduite d'amenée du fluide est fixée de fa~on étanche sur cette plaque de fermeture et débouche dans un canal de répartition du fluide ménagé à l'intérieur de l'assemblage des plaques réfractaires constituant chacune des pièces réfrac-taires perméables.
Lors de la mise en oeuYre du procédé de l'invention, les conduites d'amenée de fluide de chacune des pieces réfractaires perméables sont reliées à un s~stème d'alimentation en azote.
Au cours de la phase cl'af~inage ~ l'oxygène~ on in~e~te de l'azote gazeux à un débit minimum inférieur à 1 l/sec.; ce débit est obtenu à une pression d'environ 1 bar. A la fin de la période d'affinage à l'oxygène, on in~ecte alors de l'azote à l'état li-quide a un débit d'environ 0,3 l/sec.; ce débit est obtenu à une pression d'environ 5 bars. Au contact du métal en fusion, l'azote liquide se vaporise rapidement et fournit un débit de gaz voisin de 200 l/sec.
Conformément à une variante de l'inven tion, les fluides gazeux et liquides sont de nature chimique différenteO Par exemple, dans une opération d'affinage de la fonte, le gaz de protection peut être de l'argon et le liquide de brassage de l'azote liquide, dont le prix de revient est inférieuæ ~ celui de l'argon liquide et do~t l'in~ection après la période d'affinage, c'est-à-dire dans un bain métallique fortement oxydé, ne présente plus un gros risque de nitruration de ce dernier. Par ailleurs, ce passage de l'argon à l'azote liquide permet d'atteindre un débit de gaz vaporisé qui, comme on l'a vu, ne pourrait etre obtenu avec l'ar-gon liquide.
Toutefois, l'utilisation de fluides de même nature pré-sente de son caté un avantage pratique appréciable, ~ savoir la possibilité de mettre en oeuvre l'invention avec une seule source de gaz liquéfié.
Cette source uni~ue est alors reliée au dispositif d'in-~ection par deux circuits parallèle dont l'un comprend un évapora-teur et qui sont activés alternativement à l'aide d'un "by-pass", selon que l'on désire souffler le gaz de protection ou injecter le liquide de brassage.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux gaz liquéfi~s, mais s'étend à tout fluide ~ l'état liquide dans les conditions standard de température et de pression, mais dans la mesure bien entendu o~ il n'est pas nuisible à l'élaboration du métal devant 8tre brassé. Bien entendu, des mélanges de fluides de natures chimiques différentes sont également possibles.
Compte tenu de ce qui précède, on a avantage a utiliser un fluide de brassage qui~ par unité de volume a l'état li~uide, procure le plus gros volume de gaz par vaporisation au contact du métal en fusion.
D'une fa~on g~nérale, On a donc avantage ~ choisir un fluide de brassage qui présente un rapport masse volumique/masse moléculaire le plus élevé possible.
~1 ~59~53 A cet égard, les gaz liquéfies apparaissent tout-à-fait appropriés. Mais d'autres fluides peuvent également convenir, tel que lleau ou même des liquides organiques comme le tétra-chlorure de carbone.
Ces considerations ne doivent pas en faire perdre de vue d'autres relatives ~ la viscosité du liquide de brassage dont dépend bien entendu le débit susceptible de pouvoir passer dans le dispositif d'injection sous une pression donnée. ~lest ce qui explique que llutilisation de l'argon liquide qui présente pour-tant un rapport masse volumique/masse molécu~ire sensiblementsupérieur ~ celui de l'azote liquide ~respectivement 35 et2g 1 1 environ) conduit à un débit de gaz vaporisé bien inférieur à ce dernier.
Par ailleurs, ces considérations ne tiennent pas compte des effets de refroiaissement du bain occasionnés notamment par la vaporisation du fluide de brassage~ mais on ~it les contrebalan-cer le cas echeant par differents mo~ens d'apport calorifique d'appoint tels qu'un prechauffage du fluide.lors.que cela est pos sible ou une prolongation du soufflage d'oxyg~ne au-delà de la periode d'affinage proprement dite.
En outre, le procédé selon :L'invention permet de r.~duire la periode de brassage par rapport à la techni~ue connue. ~1 s'a~it la d'un a~antage appréciable~ en particulier sur le plan thermique, car des études faites par les inventeurs ont montre ~ue le refroidissement d'un bain.d'acier dans un.con~ertisseur pendant le brassage est moins le fait de l'insufflation du ~luide de brassage que des pertes calorifi~ues occasionnées par .les attentes pour les échantillonnages et la durée d'agitation du bain, encore que ces per.tes s'amenuisent lorsque la capacité de convertisseur augmente.
Par ailleurs, il doit être souligné ~ue si le liquide ~ ~59653 de brassa~e peut être dans les conditions standards de tempéra-tures et de pression, un gaz que llon a liquéfié préalablement à son injection, le contraire est tout à fait possible à l'égard du gaz de protection.
En effet, conformément ~ une variante, le gaz de pro-tection du dispositif d'injection est, dans les conditions nor-males de température et de pression, un liquide que l'on a vaporisé préalablement ~ son passage dans le dispositif d'injec-tion.
On comprend imm~diatement les avantages particuliers de cette variante en ce qui concerne précisément l'aspect "thermique" de l'opération.
Toute~ois,conformément ~ une autre variante de réali-sation, on associe ~ la protection du dispositif d'injection par un gaz provenant de la vaporisation préalable d'un liquide, un brassage du bain par injection d'un liquide provenant d'un gaz préalablement liqu~fié, ce qui permet d'avoir un débit de gaz de brassage important, tout en réduisant dans une certaine mesure le refroidissement du bain en dehors des périodes de brassage.
Enfin, l'invention ne se limite pas, quant ~ ses applications, au brassage en convertisseur, mais s'étend ~ d'au-tres domaines, tels que le traitement de l'acier en poche, et de fa~on plus générale, ~ tout traitement de brassage pneumati~ue d'un bain de métal en fusion par injection d'un iluide de bras-sage sou~ la sur~ace du bain.
A la fin de la période d'affinage à l'oxygène, débute le traitement du bain par brassage ~ l'azote. On substitue alors de l'azote à l'état liquéfié a l'azote gazeux précédemment insuf-flé. Sous la pression maximale de 15 bars relatifs, le d~bit d'azote liquide passant dans la tuy~re est de 0,2 l/sec. environ qui, au contact du métal en fusion dans le convertisseur se vaporise rapidement en fournissant un débit de gaz voisin de 120 l/sec., ce qui correspond à la ~aleur recherchée pour un brassage efficace.
A titre comparatif, si l'on continue à alimenter les tuyères en azote gazeux après la péri~de d'affinage, le débit maximal de gaz pouvant être atteint par tuyère est seulement de 60 l/sec. environ.
Un tel déhit pouvant atre insuffisant pour assurer un brassage satisfaisantr on est alors amené, soit à doubler le nombre de tuyèxes, d'où un investissement et des frais d'exploi-tation supplementaires, soit ~ utiliser des tuyères de plusgrand diamètre interne, ce qui dans tous les cas, conduit à
doubler la consomma~ion d'azote n~cessaire pour la protection des tuyères.
On voit que le procede selon l'invention permet, dans le cas d'un brassage à l'azote de doublerle debit de brassage à
debit de protection donne, ou, exprimé différemment, à réduire de moitié le débit de protection pour un débit de brassage donné.
Bien entendu, ces proportions sont valables pour l'azo-te et sont géneralement modifiées avec la nature du gaz utilise.
Ainsi, si l'on utilise du gaz carbonique liquéfié, le débit de brassage maximal que l'on peut atteindre avoisine 60 l/secO, donc, ~ l~9~j3 beaucoup plus défavorable que dans le cas de l'azote. Il en est de même pour l'argon liquéfié avec un débit maximum de 65 l/sec.
environ.
On considère un convertisseur du type LD d'une capacité
de 60 t. Cinq pièces réfractaires perméables sont incorporées à
la maçonnerie du fond du convertisseur. oacune de ces pièces est constituée par un assemblage ordonné et jontif de plaques réfrac~
taires non poreuses, juxtaposées sans joint ma*ériel d'étanchéité
entre elles; le serrage et la cohésion de ces plaques est assuré
par fret-tage, au moyen d'une enveloppe métallique; une plaque de fermeture complète l'enveloppe metallique de façon à assurer l'étanchéité de chaque pièce vis-à-vis de l'extérieur du conver-tisseur; une conduite d'amenée du fluide est fixée de fa~on étanche sur cette plaque de fermeture et débouche dans un canal de répartition du fluide ménagé à l'intérieur de l'assemblage des plaques réfractaires constituant chacune des pièces réfrac-taires perméables.
Lors de la mise en oeuYre du procédé de l'invention, les conduites d'amenée de fluide de chacune des pieces réfractaires perméables sont reliées à un s~stème d'alimentation en azote.
Au cours de la phase cl'af~inage ~ l'oxygène~ on in~e~te de l'azote gazeux à un débit minimum inférieur à 1 l/sec.; ce débit est obtenu à une pression d'environ 1 bar. A la fin de la période d'affinage à l'oxygène, on in~ecte alors de l'azote à l'état li-quide a un débit d'environ 0,3 l/sec.; ce débit est obtenu à une pression d'environ 5 bars. Au contact du métal en fusion, l'azote liquide se vaporise rapidement et fournit un débit de gaz voisin de 200 l/sec.
Conformément à une variante de l'inven tion, les fluides gazeux et liquides sont de nature chimique différenteO Par exemple, dans une opération d'affinage de la fonte, le gaz de protection peut être de l'argon et le liquide de brassage de l'azote liquide, dont le prix de revient est inférieuæ ~ celui de l'argon liquide et do~t l'in~ection après la période d'affinage, c'est-à-dire dans un bain métallique fortement oxydé, ne présente plus un gros risque de nitruration de ce dernier. Par ailleurs, ce passage de l'argon à l'azote liquide permet d'atteindre un débit de gaz vaporisé qui, comme on l'a vu, ne pourrait etre obtenu avec l'ar-gon liquide.
Toutefois, l'utilisation de fluides de même nature pré-sente de son caté un avantage pratique appréciable, ~ savoir la possibilité de mettre en oeuvre l'invention avec une seule source de gaz liquéfié.
Cette source uni~ue est alors reliée au dispositif d'in-~ection par deux circuits parallèle dont l'un comprend un évapora-teur et qui sont activés alternativement à l'aide d'un "by-pass", selon que l'on désire souffler le gaz de protection ou injecter le liquide de brassage.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux gaz liquéfi~s, mais s'étend à tout fluide ~ l'état liquide dans les conditions standard de température et de pression, mais dans la mesure bien entendu o~ il n'est pas nuisible à l'élaboration du métal devant 8tre brassé. Bien entendu, des mélanges de fluides de natures chimiques différentes sont également possibles.
Compte tenu de ce qui précède, on a avantage a utiliser un fluide de brassage qui~ par unité de volume a l'état li~uide, procure le plus gros volume de gaz par vaporisation au contact du métal en fusion.
D'une fa~on g~nérale, On a donc avantage ~ choisir un fluide de brassage qui présente un rapport masse volumique/masse moléculaire le plus élevé possible.
~1 ~59~53 A cet égard, les gaz liquéfies apparaissent tout-à-fait appropriés. Mais d'autres fluides peuvent également convenir, tel que lleau ou même des liquides organiques comme le tétra-chlorure de carbone.
Ces considerations ne doivent pas en faire perdre de vue d'autres relatives ~ la viscosité du liquide de brassage dont dépend bien entendu le débit susceptible de pouvoir passer dans le dispositif d'injection sous une pression donnée. ~lest ce qui explique que llutilisation de l'argon liquide qui présente pour-tant un rapport masse volumique/masse molécu~ire sensiblementsupérieur ~ celui de l'azote liquide ~respectivement 35 et2g 1 1 environ) conduit à un débit de gaz vaporisé bien inférieur à ce dernier.
Par ailleurs, ces considérations ne tiennent pas compte des effets de refroiaissement du bain occasionnés notamment par la vaporisation du fluide de brassage~ mais on ~it les contrebalan-cer le cas echeant par differents mo~ens d'apport calorifique d'appoint tels qu'un prechauffage du fluide.lors.que cela est pos sible ou une prolongation du soufflage d'oxyg~ne au-delà de la periode d'affinage proprement dite.
En outre, le procédé selon :L'invention permet de r.~duire la periode de brassage par rapport à la techni~ue connue. ~1 s'a~it la d'un a~antage appréciable~ en particulier sur le plan thermique, car des études faites par les inventeurs ont montre ~ue le refroidissement d'un bain.d'acier dans un.con~ertisseur pendant le brassage est moins le fait de l'insufflation du ~luide de brassage que des pertes calorifi~ues occasionnées par .les attentes pour les échantillonnages et la durée d'agitation du bain, encore que ces per.tes s'amenuisent lorsque la capacité de convertisseur augmente.
Par ailleurs, il doit être souligné ~ue si le liquide ~ ~59653 de brassa~e peut être dans les conditions standards de tempéra-tures et de pression, un gaz que llon a liquéfié préalablement à son injection, le contraire est tout à fait possible à l'égard du gaz de protection.
En effet, conformément ~ une variante, le gaz de pro-tection du dispositif d'injection est, dans les conditions nor-males de température et de pression, un liquide que l'on a vaporisé préalablement ~ son passage dans le dispositif d'injec-tion.
On comprend imm~diatement les avantages particuliers de cette variante en ce qui concerne précisément l'aspect "thermique" de l'opération.
Toute~ois,conformément ~ une autre variante de réali-sation, on associe ~ la protection du dispositif d'injection par un gaz provenant de la vaporisation préalable d'un liquide, un brassage du bain par injection d'un liquide provenant d'un gaz préalablement liqu~fié, ce qui permet d'avoir un débit de gaz de brassage important, tout en réduisant dans une certaine mesure le refroidissement du bain en dehors des périodes de brassage.
Enfin, l'invention ne se limite pas, quant ~ ses applications, au brassage en convertisseur, mais s'étend ~ d'au-tres domaines, tels que le traitement de l'acier en poche, et de fa~on plus générale, ~ tout traitement de brassage pneumati~ue d'un bain de métal en fusion par injection d'un iluide de bras-sage sou~ la sur~ace du bain.
Claims (8)
1. Procédé de brassage pneumatique d'un bain de métal en fusion par introduction d'un fluide inerte au moyen d'un dispositif d'injection débouchant sous la surface du bain, selon lequel l'effet de brassage n'est recherché que tempo-rairement, caractérisé en ce que, en dehors des périodes de brassage, on alimente le dispositif d'injection avec un fluide à l'état gazeux et qu'au cours des périodes de brassage, on substitue au fluide gazeux un fluide à l'état liquide suscep-tible de se vaporiser facilement au contact du métal en fusion.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide gazeux et le fluide liquide sont de même nature chimique.
3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, carac-térisé en ce que le fluide injecté à l'état liquide est un gaz, dans les conditions normales de température et de pression, que l'on a préalablement liquéfié.
4. Procédé selon les revendications 1 ou 2, carac-térisé en ce que le fluide injecté à l'état gazeux est un liquide dans les conditions normales de température et de pression, que l'on a préalablement vaporisé.
5. Procédé selon les revendications 1 ou 2, carac-térisé en ce que le fluide injecté à l'état liquide présente une valeur élevée du rapport entre sa masse volumique et sa masse moléculaire.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le dispositif d'injection est constitué par des tuyères débouchant sous la surface du bain de métal en fusion.
en ce que le dispositif d'injection est constitué par des tuyères débouchant sous la surface du bain de métal en fusion.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le dispositif d'injection est constitué par une pluralité de pièces réfractaires à perméabilité interne sélective et orientée, incorporées dans le fond du récipient contenant le bain de métal en fusion.
en ce que le dispositif d'injection est constitué par une pluralité de pièces réfractaires à perméabilité interne sélective et orientée, incorporées dans le fond du récipient contenant le bain de métal en fusion.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'il est appliqué à la conversion pneumatique de la fonte en acier dans un convertisseur à soufflage d'oxygène par le haut.
en ce qu'il est appliqué à la conversion pneumatique de la fonte en acier dans un convertisseur à soufflage d'oxygène par le haut.
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