CA2442006A1 - Vacuum chamber, notably for steel decarburisation - Google Patents
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Abstract
Description
Enceinte de traitement sous vide notamment de décarburation d'acier.
La présente invention concerne une enceinte de traitement sous vide notamment de décarburation d'acier.
s II est connu pour effectuer des traitements de l'acier, sorti d'un convertisseur dans lequel il est élaboré, de recourir à une enceinte de traitement sous vide couramment appelé RHOB (Rheinstahl Heraus Oxygène Blowing).
Une telle enceinte sert à effectuer des traitements de décarburation ou de déshydrogénation ainsi que des traitements légers consistant à élaborer un acier dont io les fourchettes des différents additifs sont réduites à un point tel qu'il est impossible de l'obtenir directement au convertisseur.
Une enceinte de traitement sous vidé est généralement constituée de deux parties - une partie supérieure appelée haut de cuve ayant la forme d'une cloche à
vide, is - une partie inférieure, appelée bas de cuve, comportant deux jambages munis de deux plongeurs destinés à étre immergés dans l'acier de la poche contenant l'acier à traiter.
Lors d'un traitement de décarburation de l'acier, on injecte une quantité de gaz, notamment de l'argon, au moyen de tuyères d'injection disposées intérieurement et en 2o périphérie d'un des plongeurs dit montant permettant une circulation constante de l'acier dans le bas de cuve, le retour de l'acier dans la poche s'effectuant par l'autre plongeur dit descendant.
Dans ce type d'enceinte, les plongeurs sont associés aux jambages de la cuve au moyen de brides comportant un joint d'étanchéité et permettant aisément, le 2s montage et le démontage desdits plongeurs, leur réparation ou leur changement. Les parties internes réfractaires des plongeurs et du jambage de la cuve sont réalisées par un maçonnage de briques réfractaires, avec un joint droit dans le plan de la bride liant jambages et plongeurs.
Le joint droit est considéré comme une partie très faible en terme de résistance 3o mécanique et chimique. L'érosion, qui se manifeste à cet endroit de l'enceinte, est facilitée par un taux de recirculation d'acier de l'ordre de 115 tonnes/mn pendant 25 mn pour des aciers bas carbone. La circulation est le résultat d'un déplacement de gaz argon injecté de l'ordre de 300 m/s avec un débit de l'ordre de 140 N/m3/Heure. Vacuum treatment chamber, in particular steel decarburization.
The present invention relates to a vacuum treatment enclosure in particular decarburization of steel.
s It is known to carry out treatments of steel, coming out of a converter in which it is produced, to use a vacuum treatment chamber commonly called RHOB (Rheinstahl Heraus Oxygen Blowing).
Such an enclosure is used to perform decarburization treatments or dehydrogenation as well as light treatments consisting in developing a steel of which io the ranges of the various additives are reduced to such an extent that is impossible to get it directly to the converter.
A vacuum treatment chamber generally consists of two parts - an upper part called the top of the tank having the shape of a bell with empty, is - a lower part, called the bottom of the tank, comprising two legs provided with two divers intended to be immersed in the steel of the pocket containing steel treat.
During a decarburization treatment of the steel, a quantity of gas, in particular argon, by means of injection nozzles arranged internally and in 2o periphery of one of the so-called upright divers allowing circulation constant of the steel in the bottom of the tank, the return of the steel in the pocket being carried out by the other diver says descendant.
In this type of enclosure, the divers are associated with the legs of the tank by means of flanges comprising a seal and allowing easily, the 2s assembly and disassembly of said divers, their repair or their change. The refractory internal parts of the plungers and the leg of the tank are made by masonry of refractory bricks, with a straight joint in the plane of the binder flange legs and divers.
The straight joint is considered to be a very weak part in terms of resistance 3o mechanical and chemical. The erosion, which manifests itself in this place of the enclosure is facilitated by a steel recirculation rate of around 115 tonnes / min for 25 min for low carbon steels. Traffic is the result of displacement gas argon injected on the order of 300 m / s with a flow rate on the order of 140 N / m 3 / hour.
2 Cette érosion entraîne habituellement une usure importante au niveau de la jointure et limite la tenue du maçonnage réfractaire à une centaine de traitements par campagne, avec un arrêt pour gunitage tous les quatre traitements. II arrive de devoir stopper les opérations dé traitement de l'acier pour cause de percée en cet endroit.
s Lorsque le plan de joint réfractaire diminue en efficacité à cause de l'usure, des introductions d'air polluent l'acier par reprise d'azote.
Pour éviter ce problème, on réalise des enceintes dans lesquelles les plongeurs sont solidaires de la cuve, la bride ayant été supprimée. La virole métallique des plongeurs est alors soudée directement sur la cuve. Ce type d'enceinte, qui ne permet io pas l'interchangeabilité facile des plongeurs, rend très difficile la réparation, le maçonnage du bas de cuve, et génère une perte de temps et un coût élevé, dans l'utilisation de l'enceinte.
La présente invention a pour but de réduire l'usure importante qui se créée au niveau de la jointure entre jambage et plongeur dans une enceinte comportant une 1s bride de liaison entre jambage et plongeur.
L'invention a pour objet une enceinte de traitement sous vide notamment de décarburation d'acier comprenant - une partie supérieure appelée haut de cuve ayant la forme d'une cloche à
vide, - une partie inférieure appelée bas de cuve comportant deux jambages, munis de 2o deux plongeurs, un plongeur dit montant et un plongeur dit descendant destinés à
être immergés dans l'acier d'une poche contenant l'acier à traiter, les plongeurs étant associés aux jambages du bas de cuve au moyen de brides par une jointure portant un joint d'étanchéité, les brides permettant le montage et le démontage des plongeurs. L'enceinte se caractérise en ce que la jointure comporte au moins deux 2s plans parallèles.
Les autres caractéristiques de l'invention sont - la jointure forme au moins un épaulement, assurant un emboîtement du type tenon -mortaise entre le jambage et le plongeur, - le tenon est réalisé sur la jointure du plongeur, 30 - le tenon est maçonné s'ajustant dans la mortaise du jambage, également maçonnée.
La description qui suit avec les figures annexées, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre l'invention. 2 This erosion usually results in significant wear on the join and limit the resistance of refractory masonry to a hundred treatments by campaign, with a stop for gunning every four treatments. He arrives to have to stop steel processing operations due to breakthrough in this place.
s When the refractory joint plane decreases in efficiency due to wear and tear air introductions pollute the steel by taking up nitrogen.
To avoid this problem, enclosures are produced in which the divers are integral with the tank, the flange having been removed. The metallic ferrule of the plungers is then welded directly to the tank. This type of enclosure, which allows io not the easy interchangeability of divers, makes it very difficult to repair, the masonry of the bottom of the tank, and generates a waste of time and a high cost, in use of the enclosure.
The object of the present invention is to reduce the significant wear which is created during level of the joint between the leg and the plunger in an enclosure comprising a 1s connecting flange between leg and plunger.
The subject of the invention is a vacuum treatment enclosure, in particular for decarburization of steel including - an upper part called the top of the tank having the shape of a bell with empty, - a lower part called the bottom of the tank comprising two legs, provided with 2o two divers, a diver says ascending and a diver says descending destined for be immersed in the steel of a pocket containing the steel to be treated, the divers being associated with the legs of the bottom of the tank by means of flanges by a joint bearing a seal, the flanges for mounting and disassembly of divers. The enclosure is characterized in that the joint comprises at least of them 2s parallel planes.
The other features of the invention are - the joint forms at least one shoulder, ensuring an interlocking type tenon -mortise between the jamb and the plunger, - the post is made on the joint of the plunger, 30 - the post is masonry fitting in the mortise of the jamb, also masonry.
The following description with the attached figures, all given as example non-limiting, will make the invention well understood.
3 La figure 1 présente, en coupe, une enceinte avant l'invention.
Les figures 2A et 2B représentent en coupe, une vue de face et une vue de profil d'une enceinte selon l'invention.
s La figure 3 est une vue, en coupe, du détail de la jointure selon l'invention.
L'invention présentée traite, comme représenté sur la figure 1 d'une enceinte de traitement sous vide notamment de décarburation d'acier comprenant - une partie supérieure, appelée haut de cuve 2 ayant la forme d'une cloche à
vide, et destinée à créer un vide au-dessus du bain d'acier traité, en circulation dans io l'enceinte 1. L'enceinte 1 peut comporter un anneau intermédiaire pour protéger l'usure du haut de cuve.
- une ,partie inférieure appelée bas de cuve 3 dans laquelle est amené, par relevage, ' l'acier à traiter, partie inférieure~comportant deux jambages 4, 5.
Comme représenté sur les figures 2A et 2B, le bas de cuve 3 est munie de deux is plongeurs 7, 8, un plongeur 7 dit montant et un plongeur 8 dit descendant, associés respectivement aux jambages 4, 5 et destinés à étre immergés dans l'acier de la poche, non représentée, contenant l'acier à traiter. Les plongeurs 7, 8 sont associés aux jambages 4, 5 de la cuve 3 au moyen d'une bride 10, sur une jointure 11 portant un joint d'étanchéité. Les brides 10 permettent le montage et le démontage des plongeurs 7, 8.
2o Selon l'invention et comme présenté sur le détail de la figure 3, la jointure 11 comporte au moins deux plans parallèles 12 et 13. La jointure 11 forme au moins un épaulement 14, assurant un emboîtement du type tenon - mortaise entre les jambages 4, 5 et les plongeurs 7, 8.
De préférence, le tenon est en saillie sur la jointure du plongeur, et peut 2s comporter un chanfrein à faible pente.
L'enceinte selon l'invention est revétue d'un réfractaire intérieur du type maçonné, et le tenon du plongeur est également maçonné s'ajustant dans la mortaise du jambage, également maçonnée.
De manière plus détaillée, le plongeur est composé d'une virole métallique 15 sur 30 laquelle sont maçonnées les briques réfractaires du revétement intérieur.
Les briques sont liées entre elles et sur la virole au moyen d'un ciment 16.
Extérieurement, la virole 15 métallique est recouverte de béton armé 17 effectué par moulage, dans une coquille définissant les dimensions extérieures du plongeur, et insérant dans le volume, les 3 Figure 1 shows, in section, an enclosure before the invention.
FIGS. 2A and 2B represent in section, a front view and a view of profile of an enclosure according to the invention.
s Figure 3 is a sectional view of the detail of the joint according to the invention.
The invention presented treats, as shown in Figure 1 of an enclosure vacuum treatment including steel decarburization including - an upper part, called the top of the tank 2 having the shape of a bell with empty, and intended to create a vacuum above the treated steel bath, circulating in io enclosure 1. Enclosure 1 may include an intermediate ring for protect wear on the top of the tank.
- a lower part called the bottom of the tank 3 into which is brought, by lift, 'the steel to be treated, lower part ~ comprising two legs 4, 5.
As shown in Figures 2A and 2B, the bottom of the tank 3 is provided with two is plungers 7, 8, a plunger 7 says rising and a plunger 8 says descending, Related respectively to the legs 4, 5 and intended to be immersed in the steel of the pocket, not shown, containing the steel to be treated. Divers 7, 8 are associated to the legs 4, 5 of the tank 3 by means of a flange 10, on a joint 11 bearing a seal sealing. The flanges 10 allow the assembly and disassembly of the divers 7, 8.
2o According to the invention and as shown in the detail in FIG. 3, the join 11 features at least two parallel planes 12 and 13. The join 11 forms at least one shoulder 14, ensuring a tenon-mortise type interlocking between the legs 4, 5 and the divers 7, 8.
Preferably, the post protrudes from the joint of the plunger, and can 2s include a chamfer with a slight slope.
The enclosure according to the invention is coated with an interior refractory of the type masonry, and the plunger post is also masonry fitting into the mortise jamb, also masonry.
In more detail, the plunger is composed of a metallic ferrule 15 sure 30 which are bricked the refractory bricks of the interior lining.
The bricks are bonded together and on the shell by means of a cement 16.
Externally, the shell 15 metal is covered with reinforced concrete 17 made by molding, in a shell defining the external dimensions of the plunger, and inserting in the volume, the
4 tuyères destinées à l'injection d'un gaz de circulation et qui débouchent en périphérie dans la partie inférieure du plongeur.
Ces tuyères assurent l'injection, par exemple, d'argon pour générer une ébullition, dans l'acier liquide, au sein de l'espace du plongeur et de l'espace du s jambage pour modifier la densité de l'acier et générer le mouvement comme matérialisé
sur les figures par des flèches de circulation de l'acier de la poche vers le plongeur montant 7. L'acier traité est ensuite reversé dans la poche par le plongeur descendant 8, comme matérialisé par la flèche.
Selon l'invention, il a été remarqué que l'usure au niveau du joint plan de 1o l'enceinte de l'art antérieur était due à la conception du bas de cuve comportant le jambage, associé aux plongeurs du type amovible sur virole. Or, l'usure apparue dans cette zone avait àussi pour facteur un effet de turbulence de l'acier dû. au gaz de circulation injecté dans la partiè inférieure du plongeur. Uné solutiôn aû
problème posé
a été de déplacer une partie au plan de la jointure en dehors de la zone de turbulence is pour retrouver un comportement à l'usure de l'ensemble jambage - plongeur réduit de façon telle, que l'enceinte se comporte comme une enceinte monolithique, avec en plus l'avantage d'avoir une facilité de montage, de démontage et de changement de la seule partie inférieure. II est à noter que les plongeurs sont sujets à usure importante, notamment en leur partie extrême inférieure, partie en contact avec l'acier de la poche.
2o Un niveau d'usure est représenté en partie hachurée dur les figures 1A et 1B et montre une usure comparable à celle qui se manifeste dans une technique d'enceinte monolithique.
Cette amélioration laisse présager une tenue possible sur 150 traitements, l'usure du réfractaire n'étant plus un point de limitation dans le principe.
Le gain en 2s terme de tenue est amélioré de 30%. 4 nozzles intended for the injection of a circulation gas and which open out periphery in the lower part of the plunger.
These nozzles provide the injection, for example, of argon to generate a boiling, in liquid steel, within the space of the plunger and space of s jamb to modify the density of the steel and generate the movement as materialized in the figures by arrows for the circulation of steel from the pocket to the diver amount 7. The treated steel is then poured back into the pocket by the diver descending 8, as shown by the arrow.
According to the invention, it has been observed that wear at the level of the plane joint 1o the enclosure of the prior art was due to the design of the bottom of the tank with the jamb, associated with divers of the removable type on ferrule. Wear and tear appeared in this zone also had the turbulence effect of the steel due to it. at gas circulation injected into the lower part of the plunger. Uné solutiôn aû
problem was to move a part of the join plane outside the area of turbulence is to regain the wear behavior of the leg - plunger assembly reduced by in such a way that the enclosure behaves like a monolithic enclosure, with more the advantage of having an ease of assembly, disassembly and change of the only lower part. It should be noted that divers are subject to wear important especially in their lower extreme part, part in contact with the steel of the pocket.
2o A level of wear is shown partially hatched in FIGS. 1A and 1B and watch wear comparable to that which occurs in an enclosure technique monolithic.
This improvement suggests a possible outfit for 150 treatments, wear of the refractory is no longer a point of limitation in principle.
The gain in 2s hold is improved by 30%.
Claims (4)
- une partie supérieure (2) appelée haut de cuve ayant la forme d'une cloche à
vide, - une partie inférieure (3), appelée bas de cuve, comportant deux jambages (4) (5) munis de deux plongeurs (7) (8), un plongeur (7) dit montant et un plongeur (8) dit descendant destinés à être immergés dans l'acier de la poche contenant l'acier à
traiter, les plongeurs (7) (8) étant associés aux jambages (4) (5) de la cuve, au moyen de brides (10) par une jointure (11) portant un joint d'étanchéité, les brides (10) permettant le montage et le démontage des plongeurs, caractérisée en ce que la jointure (11) comporte au moins deux plans parallèles (12) (13). 1. Enclosure (1) for treatment under vacuum, in particular for decarburization of steel including:
- an upper part (2) called the top of the tank having the shape of a bell with empty, - a lower part (3), called the bottom of the tank, comprising two legs (4) (5) provided with two plungers (7) (8), a plunger (7) called upright and a plunger (8) says descending intended to be immersed in the steel of the ladle containing the steel at process, the plungers (7) (8) being associated with the legs (4) (5) of the tank, to means of flanges (10) by a joint (11) carrying a seal, the flanges (10) allowing the assembly and disassembly of the plungers, characterized in that that the joint (11) comprises at least two parallel planes (12) (13).
sur la jointure (11) du plongeur. 3. Enclosure according to claim 1 or 2, characterized in that the tenon is realized on the joint (11) of the plunger.
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