FR2502176A1 - Procede pour empecher un debordement de mousse lors de l'affinage de fonte brute ainsi que pour abaisser la teneur en phosphore, et produit et dispositif pour la mise en oeuvre du procede - Google Patents

Abstract

PROCEDE, PRODUIT ET DISPOSITIF POUR EMPECHER LE DEBORDEMENT DE MOUSSE LORS DE L'AFFINAGE DE FONTE BRUTE POUR OBTENIR DE L'ACIER AINSI QUE POUR REDUIRE LA TENEUR EN PHOSPHORE, PAR SOUFFLAGE D'OXYGENE EN PRESENCE DE SUBSTANCES BASIQUES FORMANT LAITIER AVEC INSUFFLATION ETOU SOUFFLAGE SIMULTANE DE CARBURE DE CALCIUM EN GRAINS FINS RESPECTIVEMENT DANS OU SUR LA MASSE EN FUSION; ON INTRODUIT LE CARBURE DE SILICIUM DE FINE GRANULOMETRIE A L'INSTANT T AUQUEL LA VITESSE DE DECARBURATION DCDT AUGMENTE, LE LAITIER MOUSSE BEAUCOUP ETOU LE LAITIER PRESENTE UN POTENTIEL OXYGENE ELEVE, EN UNE QUANTITE QUI CORRESPOND A L'EXCES D'OXYGENE DU LAITIER.

Description

Procédé pour empêcher un débordement de mousse lors de l'affinage de fonte

brute ainsi que nour abaisser la teneur en phosphore, et produit et dispositif

pour la mise en oeuvre du procédé.

L'invention concerne un procédé, un produit et un dispositif pour empêcher un débordement de mousse

ainsi que pour abaisser simultanément la teneur en phos-

phore jusqu'à de faibles valeurs lors de l'affinage de fonte brute pour obtenir de l'acier par soufflage d'oxy- gène en présence de substances basiques formant laitier avec insufflation et/ou soufflage simultané de carbure de calcium de fine granulométrie respectivement dans ou

sur la masse en fusion.

Il est connu de transformer de la fonte brute, contenant du carbone, en acier par soufflage d'oxygène avec addition simultanée de chaux. Ces méthodes appelées procédés d'affinage comprennent le procédé de soufflage au dessus de la masse en fusion et le procédé d'affinage par soufflage par le fond suivant lesquels l'oxygène est soit soufflé à partir du dessus au moyen d'une lance, soit insufflé par le bas, par des buses existant dans

le fond du convertisseur.

Dans le procédé de soufflage au-dessus de la masse en fusion, on réussit notamment, par un réglage correspondant de la distance de la lance, à agir sur la

formation de laitier. En ce faisant, on forme tout d'a-

bord, par combustion du silicium contenu dans la masse

métallique en fusion, un laitier riche en acide silici-

que et en oxyde ferreux auquel est ajoutée une quantité

correspondante de chaux qui se dissout dans le laitier.

Au cours du processus d'affinage, de très fines parti-

cules se séparent de ce laitier, ce qui augmente sa viscosité, tandis que l'activité de l'oxyde ferreux dans le laitier restant prend une valeur très élevée qui est d'autant plus importante que la teneur en oxyde ferreux du laitier était plus élevée au début de cette phase critique. Simultanément, les particules solides séparées agissent comme des germes de décarburation qui activent fortement la décarburation lors d'une activité élevée de l'oxyde ferreux. Lors de l'augmentation du

volume gazeux à évacuer le laitier déborde du conver-

tisseur en moussant, ce qui conduit à des pertes de métal non souhaitées. On a déjà cherché, par addition de

carbonate de sodium, de fluorine ou de bauxite, à limi-

ter la formation surabondante de mousse en réduisant la viscosité du laitier. En ce faisant, on a accepté des inconvénients importants, comme une corrosion accrue, des problèmes de décharge de déchets, des émissions de

fluorure d'hydrogène et des inconvénients semblables.

On a en outre également cherché, par addition au début du processus de soufflage de carbure de calcium

en morceaux, à y introduire un combustible pour augmen-

ter la proportion de mitraille grâce à la chaleur de

réaction du carbure de silicium avec l'oxygène. L'in-

convénient réside alors dans le fait que le carbure de calcium en morceaux est entouré en grande partie par le laitier, sans se dissoudre, de sorte qu'il se retrouve

en grande quantité dans le laitier sous forme non trans-

formée à la fin du processus de fusion. Par suite d'une réaction soudaine, ce carbure peut augmenter la tendance à la formation de projections. Il n'a pas été possible

d'améliorer le procédé de soufflage. En outre, des addi-

tions supplémentaires de fluorine sont nécessaires.

D'après le brevet allemand no 15 83 217, on

connait un procédé basique de fabrication d'acier sui-

vant lequel du carbure de silicium sous forme de composé moléculaire CaC2CaC2. CaO ou d'un mélange de CaC2 et

de CaO correspondant à la composition de ce composé mo-

léculaire est insufflé sous forme de suspension dans de l'oxygène ou dans un gaz porteur dans la masse de fer en

fusion. Le but de ce procédé est d'augmenter la propor-

tion de riblons ou mitraille ou la proportion de minerai

dans la charge en y introduisant de la chaleur supplé-

mentaire. Les problèmes apparaissant lors de l'insuffla-

tion de carbure de calcium en ce qui concerne l'augmen-

tation de la viscosité du laitier et la tendance crois-

sante à la formation de projections en fonction de l'ins-

tant d'addition ne sont pas abordés dans ce document.

On connait en outre, d'après la demande de brevet allemand publiée sous le no 27 58 477, un procédé nour le traitement de masses de fer en fusion et pour augmenter la proportion de riblons ou mitraille dans le convertisseur, suivant lequel on souffle sur la masse en fusion ou on insuffle dans celle-ci de l'oxygène ou

un gaz contenant de l'oxygène en même temps que du car-

bure de calcium et éventuellement d'autres substances

oxydables et/ou des générateurs d'alliage et/ou de lai-

tier. Ceci est en outre censé empêcher l'oxydation des métaux d'alliage, commander la production d'éléments d'alliage efficaces lors de la coulée, régler l'oxygène

de manière à pouvoir produire des qualités d'acier dé-

terminées ou à former un laitier approprié dont la te-

neur en oxyde ferreux est aussi faible que possible, augmenter la stabilité du contre-mur du convertisseur, et éviter que le laitier déborde en moussant. Cet état

de la technique ne contient aucune indication sur l'ins-

tant au cours du processus d'affinage auquel l'addition

de carbure de calcium doit être effectuée ni sur la quan-

tité à utiliser pour éviter les inconvénients mentionnés.

Il est en outre connu de déterminer la vitesse

de décarburation dC/dt au cours du déroulement du proces-

sus en déterminant les proportions d'oxyde de carbone et de gaz carbonique dans le gaz brûlé, de calculer, en permanence, à partir de la quantité d'oxygène ajouté et

du carbone cédé, le rapport (c) de la quantité d'oxy-

gène ajouté à la quantité d'oxygène ayant réagi avec le

carbone, de déterminer le degré de remplissage du con-

vertisseur à partir de mesures du bruit de soufflage, et de déterminer la formation de mousse superficielle

du laitier par l'intermédiaire de mesures de conducti-

vité. Ces possibilités techniques de mesures permettent

de déterminer le début de la phase critique du proces-

sus, à savoir le début de la formation de mousse, et d'obtenir des informations sur le Dotentiel oxygène

existant dans le laitier.

La présente invention se propose d'améliorer le comportement du point de vue soufflage du processus

lors de l'affinage de fonte brute en acier, et d'abais-

ser de façon décisive la teneur en phosphore de la masse

en fusion, sans devoir accepter les inconvénients dé-

crits ci-dessus.

Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait qu'on introduit le carbure de silicium de fine granulométrie à l'instant auquel la vitesse de décarburation augmente, le laitier mousse beaucoup et/ ou le laitier présente un potentiel oxygène élevé, en

une quantité qui correspond à l'excès d'oxygène du lai-

tier. De préférence, la quantité ajoutée de carbure de calcium en grains fins est plus faible que la quantité

qui conduit à un affaissement du laitier. Suivant l'in-

vention, le début de la formation de la mousse est dé-

terminé par une mesure de conductivité du laitier et/ou par le degré deremplissage du creuset ou respectivement du convertisseur Dar la mesure du bruit de soufflage, de

façon connue en soi.

Suivant un mode de réalisation préféré de

l'invention, on surveille l'allure de la vitesse de dé-

carburation dC/dt au cours du déroulement du processus, de façon connue en soi, pour déterminer la proportion

d'oxyde de carbone et de gaz carbonique dans le gaz br -

lé et on détermine l'augmentation de la vitesse de dé-

carburation pour ajouter le carbure de silicium en grains

fins à cet instant.

Suivant un autre mode de réalisation de l'in-

vention, on calcule en permanence à partir de la quanti-

té d'oxygène ajoutée dans le processus et du carbone cé-

dé et par l'intermédiaire du rapport (0c) de la quantité d'oxygène ajouté à la quantité d'oxygène ayant réagi avec du carbone, le potentiel oxygène du laitier, de façon

connue en soi, et on détermine l'augmentation du poten-

tiel oxygène pour obtenir de cette manière un ooint de

repère pour l'instant d'addition du carbure de calcium.

Suivant l'invention, le carbure de calcium est insufflé dans la masse en fusion ou soufflé au-dessus de la masse en fusion, en une quantité qui dépend de l'excès d'oxygène du laitier évalué à partir des mesures

mentionnées ci-dessus. De préférence, on ajoute le car-

bure de calcium en une quantité correspondant à l'équa-

tion (1): t2 CaC2 = K c)ô2(soufflé)d (1) t1 dans laquelle MCaC représente la quantité de carbure de calcium, a2, K représente un facteur de proportionnalité qui est

déterminé empiriquement en fonction du tyve et des di-

mensions du creuset et en fonction de différentes autres grandeurs influençant le processus de soufflage, et qui présente une valeur dans la gamme allant de 0,2 à 2, Oc représente le rapport de la quantité d'oxygène ajouté à la quantité d'oxygène ayant réagi avec du carbone, 02(soufflé) représente la quantité d'oxygène insufflé au total, t1 représente l'instant de la chute de la valeur de Oc et

t2 représente l'instant de l'addition de carbure de cal-

cium. La durée d'addition suivant l'invention peut

s'étendre jusqu'au point d'équivalence de l'oxygène in-

troduit. La durée d'addition dépend de la vitesse d'ad-

dition. L'intervalle de temps t1 à t2 (augmentation du potentiel oxvaène) correspond à la quantité d'oxygène, équivalant à l'intégrale t2 MCaC2 =KS A O dt (3) qui, par définition, a été absorbée par le laitier, par exemple une augmentation de la teneur en FeO du laitier

de 15 à 25 2t de la quantité totale de laitier.

De façon surprenante, il s'est avéré que, pen-

dan-. cet intervalle de temps sélectionné suivant l'in-

vention, on obtient par addition de la quantité définie indiquée de carbure de calcium de fine granulométrie au cours du processus d'affinage, un effet de suppression de mousse et simultanément une déphosphoration de La masse métallique en fusion qui satisfait à l'équation (2) suivante: t2 [P] = f; Aoc dt, MCaC (2)

dans laquelle la valeur A c est commandée par la distan-

ce de la buse d'oxygène par rapport au bain et que ce phénomène est commandé par une addition contrôlée du produit. Si par contre, le carbure de silicium est ajouté en quantité trop importante, sans tenir compte

de la possibilité de commande utilisée suivant l'inven-

tion, l'expérience montre que le laitier mousseux s'af-

faisse complètement de sorte que le traitement métallur-

gique envisagé ne peut plus être effectué de façon suffi-

sante pendant le temps de soufflage qui suit. Or, la for-

mation du laitier mousseux lors du procédé de soufflage

d'oxygène dit procédé LD (Linz-Donawitz) est particu-

lièrement importante pour des raisons métallurgiques

et est également particulièrement avantageuse pour l'é-

limination de produits gênants accompagnant la fonte brute ou l'acier, comme par exemple le phosphore ou le soufre. Lorsque l'addition de carbure de calcium n'a

lieu qu'au début de la formation excessive et du débor-

dement de mousse, l'excès de mousse ne meut être suppri-

me qu'avec une vitesse d'addition et une quantité éle- vées, étant donné que le carbure de silicium en grains

fins aussi a un temps de réaction fini. Le procédé sui-

vant l'invention permet cependant, sans mesures parti-

culières, de maintenir la mousse de laitier et simulta-

nément d'empêcher un excès de mousse du laitier dans le convertisseur ou respectivement le creuset. En outre, de façon surprenante, il s'est avéré que l'instant optimal d'addition du carbure pour empêcher la formation de la mousse coïncide avec l'instant optimal de la diminution de la teneur en phosphore dans le cas de teneurs en

carbone plus élevées par exemple de 1,0 à 0.3 %. jus-

qu'à des valeurs faibles non atteintes jusqu'ici dans

le processus d'affinage.

Ceoendant, ceci ne peut être obtenu qu'à l'ai-

de du procédé suivant l'invention lorsque l'addition de carbure de calcium a lieu à l'instant correct et que la quantité ajoutée ne conduit pas à un affaissement du laitier, c'est-à-dire lorsque la quantité de carbure de calcium ajouté correspond à la quantité mise en oeuvre suivant l'invention définie ci-dessus. Il est connu qu'on peut modifier le Potentiel oxygène en modifiant

la distance entre la buse d'oxygène et la masse métalli-

que en fusion, une augmentation de cette distance con-

duisant à une réduction de la valeur de àC

Il s'est en outre avéré que l'addition de car-

bure de calcium de fine granulométrie suivant l'inven-

tion permet également d'améliorer la désulfuration pen-

dant le processus.

L'homme de l'art sait qu'un mélange insuffi-

sant du bain et du laitier au niveau de l'extrémité de soufflage conduit à des déséquilibres et à une réaction incomplète entre le laitier et la masse métallique en fusion. Si on7 prend la teneur en phosphore de la masse métallique en fusion comme valeur caractéristique pour ce processus, il faut savoir qu'au dessous d'une teneur en carbone de 0,08 % dans le métal, il n'y a plus d'au- tre déphosphoration importante, même pas lorsque la teneur en FeO est encore fortement augmentée dans des

laitiers saturés en chaux.

De façon surprenante, Dar insufflation de car-

-bure de calcium en grains fins dans de tels laitiers

dont la teneur en FeO augmente, on réussit à faire con-

tinuer la réaction entre la masse métallique en fusion

et le laitier dans le sens d'une déphosphoration supplé-

mentaire par combustion de la proportion de carbone du carbure de silicium avec amenée simultanée d'oxygène ou

par addition de l'oxyde de calcium provenant de la réac-

tion du carbure de calcium avec de l'oxygène, et à ob-

tenir de ce fait une teneur en DhosDhore finale de moins de 0,005 %. Bien sûr, dans ce mode de travail, avec l'oxyde de carbone apparaissant lors de la réaction, on réussit à obtenir le mouvement du bain nécessaire

pour la réaction laitier-masse métallique en fusion.

Cependant, suivant l'invention, cet effet ne peut être

obtenu que lorsque les quantités d'oxygène transforma-

bles et existant dans le laitier sous forme d'oxyde de fer sont plus importantes ou égales en rapport avec la

quantité d'oxygène insufflée simultanément à la quanti-

té d'oxygène nécessaire à la réaction avec le carbure

de calcium et que les teneurs en (FeO)n qui en décou-

lent dans le laitier saturé en chaux approchent beau-

coup de la valeur avec laquelle les teneurs en phos-

phores finales souhaitées sont en équilibre et satis-

font à la relation fonctionnelle suivant l'équation (2).

Les teneurs en soufre finales peuvent également être

abaissées.

Suivant l'invention, ce procédé nécessite une vitesse d'addition du carbure de calcium qui, suivant un mode de mise en oeuvre préféré du procédé décrit ici, correspond à une vitesse de réaction du carbone dans le convertisseur d'au moins 0,3, de préférence 0,5 kg de C/t.mn, et conduit par conséquent également dans le cas de teneurs en carbone déjà très basses dans la masse métallique en fusion, à une nouvelle réaction

du carbone avec de l'oxygène, ce qui assure le mouve-

ment entre le bain et le laitier qui est nécessaire

mour la réaction de déphosphoration.

Suivant un mode de réalisation préféré, le procédé suivant l'invention est mis en oeuvre avec une vitesse de réaction du carbone de 0,5 à 1,0 ou même jusqu'à 2,0 kg de C/t.mn dans le convertisseur. Le

respect de cette condition peut être contrôlé en sur-

veillant la vitesse de décarburation. De préférence,

dans le cas d'une vitesse d'amenée suffisante du car-

bure de calcium, l'amenée simultanée d'oxygène peut être

augmentée jusqu'à obtenir une réaction minimale d'envi-

ron 0,6 à 0,8 kg de C/t.mn.

Suivant un autre mode de réalisation préféré du procédé suivant l'invention, après la diminution de

la teneur en carbone du métal jusqu'à des valeurs infé-

rieures à 0,08 %, on effectue une autre déphosphoration en insufflant du carbure de silicium et de l'oxygène en quantités et avec une vitesse telles que la mesure de dC/dt de la réaction du carbone indique au moins 0,3 kg de C/t.mn et que la mesure de conductivité et/ou la

mesure du bruit de soufflage indiquent un 'laitier mous-

sant". On ajoute du carbure de silicium et de l'oxygène de préférence en une quantité telle qu'on obtient une

transformation du carbone d'au moins 2 kg de C/t.mn.

Dans le procédé suivant l'invention, on uti-

lise de préférence du carbure de calcium technique avec une teneur de 60 à 83 % en poids de CaC2, de préférence à 80 % en poids, ou on utilise un mélange de 60 à % en poids de carbure de calcium technique et 40 à *. en poids d'un mélange de carbonate de calcium et de carbone dont la teneur en carbone est égale à 5 à

% en poids.

L'invention concerne Dar conséquent un produit pour la mise en oeuvre du procédé visé nar l'invention, qui est caractérisé en ce qu'il est constitué par du carbure de calcium de fine granulométrie. De préférence, le produit suivant l'invention est constitué par du carbure de calcium industriel possédant une teneur en CaC2 de 60 à 83 O% en poids. Un autre produit préféré suivant la présente invention est constitué par 60 à % en poids de carbure de silicium technique et par à 10 % en poids d'un mélange de carbonate de calcium et de carbone dont la teneur en carbone est de 5 à 20 S. Un autre produit avantageux suivant l'invention est constitué-par 40 à 90 parties en poids de carbure de calcium technique et 60-10 parties en poids d'oxyde de calcium technique auquel on a éventuellement donné une fluidité Particulièrement bonne par addition d'huile silicone. Le produit suivant l'invention possède de préférence une granulométrie dans la gamme allant de 0,001 à 20 mm et encore mieux dans la gamme allant de

0,01 à 1,0 mm.

Lors de la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, le carbure de calcium en grains fins est ou bien insufflé au moyen de buses qui sont disposées dans le fond du convertisseur dans la masse en fusion affinée par de l'oxygène, qui est traitée de la même façon par un laitier à base de chaux, ou bien soufflé par le haut au-dessus de la masse en fusion au moyen

d'une lance à oxygène.

Cependant, de préférence, le procédé suivant l'invention est mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif suivant l'invention se présentant sous la forme d'une lance à double jet connue comportant une amenée de

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il carbure de calcium disposée centralement dans l'amenée d'oxygène, qui se caractérise en ce que l'embouchure de l'amenée de carbure de calcium est en retrait d'au moins

mm, de préférence au moins 40 mm, derrière l'embou-

chure de la conduite d'oxygène. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la

description suivante d'un mode de mise en oeuvre préféré

mais non limitatif illustré aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente la conductivité du laitier, la vitesse de décarburation et la variation de la valeur O en fonction du temps lors d'une addition de carbure de calcium; et - la figure 2 représente la dépendance connue

en soi de la teneur en carbone et de la teneur en ohos-

phore vis-à-vis de la teneur en oxyde ferreux du laitier

saturé en calcium.

La figure 1 représente une bande d'enregistre-

ment qui doit être considérée dans le sens transversal,

l'inscription "graduations de l'échelle" venant en haut.

La ligne épaisse au-dessous de l'inscription "graduations de l'échelle" représente le point nul des

courbes. Le temps est porté sur l'axe y, to étant l'ins-

tant de départ des courbes. La graduation de l'échelle

est portée avec une échelle appropriée sur l'axe x.

L'allure de la courbe en traits mixtes repré-

sente le rapport ( c) de l'oxygène disparaissant sous forme d'oxyde de carbone à la quantité totale d'oxygène insufflé. L'intégrale sur l'intervalle de temps t -t2, dont la surface est délimitée par des traits, constitue une mesure pour l'oxygène n'ayant pas réagi avec du carbone et représente par conséquent la valeur de la

quantité de carbure de calcium à ajouter.

La courbe dC/dt représente l'allure de la vi-

tesse de décarburation. Celle-ci décroît en Permanence en correspondance avec la valeur décroissante de O et atteint une valeur élevée correspondante au moment de

l'addition de&carbure de calcium.

La courbe de "mesure de conductivité" illustre

le gonflement important du laitier sensiblement à l'ins-

tant t2 et la décroissance continue de la conductivité, c'est-à-dire l'affaissement de la mousse du laitier

après l'addition de carbure.

La figure 2 représente la dépendance, connue des métallurgistes, de la teneur en carbone et de la teneur en phosphore vis-à-vis de la teneur en oxyde ferreux d'un laitier saturé en oxyde de calcium. On peut voir que le traitement de la masse en fusion avec du carbure de calcium permet un abaissement de la teneur

en phosphore et de la teneur en carbone jusqu'à des va-

leurs très faibles, tandis que sans addition de carbure de calcium, la teneur en phosphore du métal, même avec une teneur en FeO croissante dans le laitier saturé en

chaux, ne descend sensiblement pas au-dessous de la va-

leur atteinte pour une teneur en carbone dans le métal

de 0,1 %.

Exemple 1.

On introduit dans le convertisseur 2,2 t de fonte brute de composition suivante 4,4 % de carbone 0,8 % de silicium 0,7 % de manganèse 0,1 % de nhosphore 0,04 % de soufre

le reste étant du fer.

On introduit en plus 800 kg de riblons pour le refroidissement et 120 kg de chaux pour la formation

du laitier.

Pour suivre la vitesse de décarburation, on a

installé un dispositif de mesure qui mesure continuelle-

ment les teneurs en CO et C02 du gaz brûlé et la quan-

tité de gaz brûlé. On mesure en outre continuellement le débit de l'oxygène amené. A partir de ces valeurs, on détermine de façon connue en soi, à l'aide d'un calculateur, la vitesse de décarburation dC/dt et le

rapport (Èc) de l'oxygène total amené à l'oxygène né-

cessaire pour la transformation du carbone. En outre, de façon connue en soi, on mesure la conductivité d'un circuit électrique qui est fermé par l'intermédiaire de la lance, suspendue en étant isolée électriquement, lorsque celle-ci plonge dans le laitier contenu dans le convertisseur. La conductivité du circuit électrique augmente lorsque la hauteur de la

mousse du laitier augmente.

Du carbure de calcium est amené pneumatique-

ment dans le processus par l'intermédiaire d'une con-

duite concentrique à la conduite d'oxygène de la lance

de soufflage.

La chaux nécessaire pour la formation du lai-

tier est ajoutée dans les cinq premières minutes.

L'oxygène est tout d'abord soufflé alors que la buse est située à une distance de 1100 mm au-dessus de la masse en fusion de manière qu'une décarburation

uniforme de la masse en fusion puisse se dérouler.

L'oxygène est amené dans une quantité de 6 Nm 3/mn.

Sensiblement lors de la cinquième minute de

soufflage, la vitesse de décarburation diminue unifor-

* mément, la mesure de Oc indiquant un rapport décrois-

sant de l'oxygène transformé pour la combustion du car-

bone. Pendant ce temps, le laitier est enrichi avec un excès d'oxygène. D'après l'allure de la mesure de OC on peut estimer que dans les minutes qui suivent la

quantité d'oxygène supplémentaire contenue dans le lai-

tier peut etre utilisée stoechiométriquement par 15 kg

de carbure de calcium.

La figure l représente l'allure, mesurée dans

la masse en fusion, de dC/dt, de Oc et de la conducti-

vité. La valeur L o à l'instant t entrant dans le cx x calcul suivant les relations indiquées plus haut est représentée sur la figure 1. L'instant d'addition du

carbure de calcium est également indiqué sur la figure 1.

Au début de la formation de la mousse, qui est déterminée par la mesure de conductivité, la-vitesse de décarburation augmente aussi. L'addition simultanée de 15 kg de carbure de calcium pour faire disparaitre la quantité d'oxygène reçue en excès nar le laitier, en liaison avec un abaissement de la lance jusqu'à ce que la buse d'oxygène se trouve à 400 mm du bain, conduit à une autre allure calme sans projections du processus de soufflage. La quantité de mousse du laitier indiquée par la mesure de conductivité diminue légèrement. Dans

une masse en fusion de comparaison, dans la même situa-

tion, il apparait un excès de mousse important lorsqu'on

n'ajoute pas de carbure de calcium.

Exemple 2.

Dans une autre masse en fusion avec la même charge, on veut obtenir à la fin une teneur en phosphore de 0,003 %. Un échantillon prélevé après le retournement du convertisseur indique une teneur en phosphore de 0,025 % pour une teneur en carbone de 0,06 %. Dans des conditions normales, lors d'une teneur en carbone de valeur correspondante, on ne peut plus obtenir d'autre déphosphoration en ajoutant encore de la chaux, étant donné que les vitesses de décarburation possibles pour ces faibles teneurs en carbone dans le métal ne sont Dlus suffisantes pour un mélange suffisant du laitier

et du métal.

Dans le cas présent, le convertisseur est re-

mis droit, la lance est placée à une distance de 600 mm et on envoie de nouveau une quantité d'oxygène de 4 Nm 3 mn. Simultanément, on ajoute 12 kg de carbure de calcium

par minute par le tube central de la lance à oxygène.

La vitesse de décarburation déterminée au moyen de la

mesure de dC/dt augmente jusqu'à environ 3,5 kg de C/mn.

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La mesure de conductivité indique une formation de

mousse intensive du laitier dans le convertisseur.

Après addition de 30 kg de carbure de calcium, le con-

vertisseur est de nouveau renversé et on prélève un échantillon. La teneur en carbone est encore de 0,06 %,

tandis que la teneur en phosphore a cependant été abais-

sée jusqu'à 0,002 %.

Exemple 3.

En utilisant la même masse métallique en fu-

sion et en conservant les mêmes conditions que celles indiquées dans l'exemple 1, la vitesse de décarburation une fois qu'on a atteint une teneur en carbone de 0,8 % dans la masse métallique en fusion est réduite sciemment en augmentant la distance de la lance. De cette manière, on peut régler une teneur en oxyde de fer de la masse en

fusion plus importante qui, dans les conditions habituel- les, aurait conduit à des projections plus importantes

dans la suite du processus.

Dans le présent exemple, on ajoute 24 kg de

carbure de calcium. On réussit de ce fait, après addi-

tion par soufflage de carbure de calcium, à obtenir une teneur en phosphore de 0,02 % pour une teneur en carbone

de 0,5 %. La teneur en soufre finale est égale à 0,015 %.

Exemple 4.

Dans le cas d'une autre masse en fusion avec une charge correspondant à l'exemple 1, il s'est avéré

que lors de l'utilisation de 20 kg d'un mélange consti-

tué par 65 parties en poids de carbure de calcium tech-

nique et 35 parties en poids d'oxyde de calcium, ce mé-

lange étant ajouté peu après le début de la formation de mousse par le laitier, le débordement par formation de mousse du contenu du convertisseur est empêchée de

façon sûre et on obtient également une teneur en phos-

phore inférieure à 0,03 %.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour empêcher le débordement de mousse lors de l'affinage de fonte brute pour obtenir

de l'acier ainsi que pour réduire la teneur en phospho-

re, par soufflage d'oxygène en présence de substances

basiques formant laitier avec insufflation et/ou souf-

flage simultané de carbure de calcium en grains fins

respectivement dans ou sur la masse en fusion, carac-

térisé en ce qu'on introduit le carbure de silicium de fine granulométrie à l'instant (t2) auquel la vitesse de décarburation (dC/dt) augmente, le laitier mousse beaucoup et/ou le laitier présente un potentiel oxygène

élevé, en une quantité qui correspond à l'excès d'oxy-

gène du laitier.

2. Procédé suivant la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'on détermine de façon connue en soi le début de la formation de mousse par l'intermédiaire

d'une mesure de conductivité du laitier et/ou par l'in-

termédiaire du niveau de remplissage du creuset, déter-

miné au moyen de la mesure du bruit de soufflage.

3. Procédé suivant la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'on surveille l'allure de la vitesse de décarburation dC/dt pendant le déroulement du processus, de façon connue en soi, en déterminant les proportions d'oxyde de carbone et de gaz carbonique dans le gaz brûlé, et qu'on détermine l'augmentation de la vitesse

de décarburation.

4. Procédé suivant la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'on calcule en permanence de façon con-

nue en soi le potentiel oxygène à partir de la quantité d'oxygène introduit dans le processus et du carbone cédé, par l'intermédiaire du rapport (Èc) de la quantité d'oxygène ajouté à la quantité d'oxygène ayant réagi avec le carbone, et qu'on détermine l'augmentation du

potentiel oxygène.

5. Procédé suivant les revendications 1 à 4,

caractérisé en ce qu'on ajoute le carbure de calcium en une quantité correspondant à l'équation (1): t2 M [ (1-o 2(soufflé)1dt (1) dans laquelle: MCaC représente la quantité de carbure de calcium, K représente un facteur de proportionnalité qui est

déterminé empiriquement en fonction du type et des di-

mensions du creuset et en fonction de différentes autres grandeurs influençant le processus de soufflage, et qui présente une valeur dans la gamme allant de 0,2 à 2, Oc représente le rapport de la quantité d'oxygène ajouté à la quantité d'oxygène ayant réagi avec du carbone, 02(soufflé) représente la quantité d'oxygène insufflé au total, t1 représente l'instant de la chute de la valeur de Oc' et

t2 représente l'instant de l'addition de carbure de cal-

cium.

6. Procédé suivant les revendications 1 à 5,

caractérisé en ce qu'on ajoute le carbure de calcium avec une vitesse telle qu'on obtient une vitesse de réaction du carbone dans le convertisseur d'au moins

0,3-3,0 kg de C/t.mn.

7. Procédé suivant les revendications 1 à 6,

caractérisé en ce qu'on utilise la formule: P = f AOc dt MCaC (2) t1 t2 comme point de base pour le réglage de f AOc dt pour t' obtenir une déphosphoration prédéterminée, AOc étant influencé par le réglage de la distance de la buse d'oxygène par rapport au bain, et ce Processus étant

commandé par une addition contr3lée de produit.

8. Procédé suivant les revendications 1 à 7,

caractérisé en ce qu'aDrès la réduction de la teneur en carbone du métal jusqu'à une valeur inférieure à 0,08 t, on continue la déphosphoration en insufflant du carbure de calcium et de l'oxygène en une quantité et avec une

vitesse telles que la mesure de dC/dt indique une trans-

formation du carbone d'au moins 0,3 kg de C/t.mn et que la mesure de conductivité et/ou la mesure du bruit

de soufflage indiquent un "laitier moussant".

9. Procédé suivant la revendication 8, carac-

térisé en ce qu'on ajoute le carbure de calcium et l'o-

xygène en quantité telle que la mesure de dC/dt indique

une transformation du carbone de 0,5 à 2 kg de C/t.mn.

10. Procédé suivant les revendications i à 9,

caractérisé en ce que du carbure de silicium technique possédant une teneur de 60 à 83 % en poids de CaC2 est soufflé sur la masse en fusion et/ou insufflé dans la masse métallique en fusion, au moyen d'une buse située

sous le niveau du bain.

11. Procédé suivant la revendication 10, ca-

ractérisé en ce qu'on utilise un mélange constitué par

-90 % en poids de carbure de calcium technique, 40-

10 % en poids de carbonate de calcium et de carbone, la teneur en carbone du mélange étant égale à 5-20 % en poids.

12. Produit pour la mise en oeuvre du Drocédé

suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, ca-

ractérisé en ce qu'il est constitué par du carbure de

calcium de fine granulométrie.

13. Produit suivant la revendication 12, ca-

ractérisé en ce qu'il est constitué par du carbure de

calcium technique possédant une teneur en CaC2 de 60-

83 % en noids.

14. Produit suivant la revendication 12, ca-

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ractérisé en ce qu'il est constitué par un mélange de -90 % en poids de carbure de silicium technique et -10 % en poids de carbonate de calcium et de carbone, la teneur en carbone du mélange étant égale à 5-20 % en poids.

15. Produit suivant la revendicztion 12, ca-

ractérisé en ce qu'il est constitué par 40 à 90 parties en poids de carbure de calcium technique et 60 à 10

parties en poids d'oxyde de calcium technique et éven-

tuellement de l'huile de silicone.

16. Produit suivant les revendications 12 à

14, caractérisé en ce qu'il possède une granulométrie dans la gamme allant de 0,001 à 20 mm, de préférence

0,01 à 1,0 mm.

17. Disoositif pour la mise en oeuvre du pro-

cédé suivant les revendications 1 à 11, se présentant

sous la forme d'une lance à double jet connue en soi comportant une amenée de carbure de calcium disposée centralement dans l'amenée d'oxygène, caractérisé en ce que l'embouchure de l'amenée de carbure de calcium est située en retrait d'au moins 10 mm, de préférence d'au moins 40 mm, derrière l'embouchure de la conduite d'oxygène.