FR2536764A1 - Procede et appareil pour l'affinage en poche de l'acier - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE EN PARTICULIER UN PROCEDE D'AFFINAGE DE L'ACIER EN POCHE SELON LEQUEL ON SOUMET UN VOLUME D'ACIER FONDU A UN SYSTEME DE VIDE INCREMENTIEL ET A UN BRASSAGE PERMETTANT DE TRANSPORTER L'ACIER DU FOND VERS LA SURFACE. L'ACIER EST SOUMIS EGALEMENT A UN CHAUFFAGE PAR ARC A COURANT ALTERNATIF. L'ESSENTIEL DE L'INVENTION CONSISTE A ADAPTER L'APPLICATION DU SYSTEME DE VIDE A LA CONDITION LIMITE DU PROCEDE TELLE QUE LE DEBORDEMENT PAR BOUILLONNEMENT ET A COMMANDER LE VIDE APPLIQUE A L'ACIER PAR DES MOYENS DE RESTRICTION. DOMAINE D'APPLICATION : AFFINAGE DE L'ACIER VISANT UNE ECONOMIE EN TEMPS ET EN ENERGIE.

Description

La présente invention concerne des procédés et des appareils pour

l'affinage en poche de l'acier et particulièrement des améliorations par rapport aux procédés et aux appareils divulgués dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique No 3 501 289. Des efforts ont été faits il y a une vingtaine d'années pour faire avancer la technique de l'affinage en poche de l'acier étant donné les prix de revient accrus et d'autres facteurs de l'industrie de l'acier Une des tentatives s'est traduite par le système connu comme le dégazage sous vide au four électrique à arc (VAD) qui utilise trois caractéristiques essentielles: soumission à des niveaux appropriés de vide; brassage par injection de gaz et chauffage à l'arc par courant alternatif au moment o l'acier est soumis à l'effet simultané du vide et du brassage par injection de gaz qui viennent juste d'être mentionnés Le traitement de l'acier par soumission au vide et au brassage par injection de gaz est décrit dans

le procédé divulgué dans le brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique il' 3 236 635 Ce procédé,bien qu'utilisé de façon extensive dans des buts commerciaux par la Demanderesse et par d'autres dans les périodes subséquentesimplique une limitation de temps à cause de la chute de température permise de l'acier La caractéristique supplémentaire de chauffage à l'arc à courant alternatif dont le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 501 289 a montré un exemple a éliminé la limitation due à la chute de température et a permis un dégazage en phase finale tout en fournissant

une période de réserve qui pouvait être utilisée pour exé-

cuter un autre traitement ou simplement comme un expédient

nécessité par des limitations de production.

Depuis qu'on a développé et expérimenté le dégazage sous vide à arc électrique (appelé quelquefois ci-après VAD), ce procédé et d'autres techniques de raffinage en poche de l'acier se sont avérés comme la

méthode la plus rapide, la plus simple et la plus économi-

que de fabriquer des aciers au carbone et faiblement alliés. En fait, le raffinage en poche de l'acier est désormais l'une des techniques de raffinage de l'acier les plus populaires sur le marché Cependant, pendant cette période de grande concurrence de fabrication de l'acier, il est essentiel que le fabricant réduise davan- tage le coût du raffinage Ceci est réalisé en réduisant le temps, l'énergie, et l'espace nécessaires pour le

raffinage en poche de l'acier.

Il est essentiel de réduire le temps nécessité par le procédé pour accroître la capacité, ce qui réduit le prix de revient par tonne traitée et permet au dégazage sous vide à arc de s'adapter aux fours à ultra haute puissance et aux fours pneumatiques Lors de l'affinage

en poche de l'acier, le temps équivaut à une perte de tem-

pérature car tout le temps que l'acier se trouve dans la poche, il se met à perdre de la chaleur Cette perte de chaleur peut être compensée par un surchauffage dans le

four de fusion ou par un chauffage à l'arc dans la poche.

L'une ou l'autre technique consomme beaucoup d'énergie

électrique coûteuse qui pourrait être réduite considéra-

blement en raccourcissant le temps du procédé VAD en uti lisant les nouvelles techniques originales proposées

selon la présente invention.

La réduction du temps du procédé permet égale-

ment l'utilisation d'un seul poste de procédé, de telle sorte que le dégazage et le-chauffage à l'arc peuvent

être réalisés simultanément sans les complexités logis-

tiques des installations à plusieurs postes et à but unique qui consomment beaucoup de temps et d'espace dans

l'unité de fusion.

La présente invention est basée sur trois

améliorations nouvelles par rapport aux trois caractéris-

tiques originales essentielles du procédé VAD (à savoir

vide, chauffage à l'arc, et un certain type de brassage).

Ces améliorations peuvent être appliquées individuelle-

ment, en double, ou simultanément et ne sont pas inter-

dépendantes contrairement aux exigences de base posées par les systèmes de vide, de chauffage à l'arc et de brassage Les trois nouvelles techniques sont: ( 1) la modulation par rampe du niveau de vide pour s'adapter au bouillonnement de l'acier ou à la durée du traitement; ( 2) le changement proportionnel de la tension de l'électrode en ligne selon les niveaux de vide pour éviter le début de l'incandescence; et ( 3) la fourniture d'un moyen pour garantir une circulation suffisante du métal à mesure

que s'accroît la dimension de la piquée.

D'autres caractéristiques et avantages de la

présente invention résulteront de la description détaillée

qui va suivre de plusieurs formes de réalisation données à titre d'exemple non limitatif, et à la lumière des dessins, sur lesquels:

la figure 1 est une courbe illustrant l'éco-

nomie de temps réalisée par l'application de la caractéris-

tique constituée par la modulation par ragpe du niveau de vide; la figure 2 représente une courbe temps/ pression qui montre les économies de temps et de température résultant de l'application des améliorations décrites dans la présente demande, en comparaison d'un procédé classique VAD; et la figure 3 est une courbe temps/température/

pression illustrant une autre amélioration du fonctionne-

ment du système avec arc courant alternatif à vide poussé,

c'est-à-dire à moins de 133 Pa.

La présente invention va maintenant être décrite à propos de trois techniques qui sont expliquées

individuellement pour éviter toute confusion -

1 Modulation par ramnpe du bouillonnement sous vide Les éjecteurs de jet de vapeur utilisés dans le procédé de base VAD (dégazage sous vide au four à arc) ont typiquement un rapport de compression proche de 6,25:1 Pour enlever rapidement l'hydrogène, un niveau de vide d'environ 67 Pa de pression absolue est nécessaire,

même si la loi de Sieverts indique que le niveau de solu-

bilité de 1 ppm d'hydrogène ou moins se trouve considérablemer supérieur à ce niveau La différence entre le niveau de

Sieverts et les niveaux réels de vide est la force d'en-

trainement nécessaire pour permettre à l'hydrogène d'explo-

ser hors de l'interface vide-acier Avec un niveau de vide nécessaire prouvé par l'expérience inférieur à 133 Pa de pression absolue, on peut décrire en pratique le nombre d'étapes d'éjecteurs de jet de vapeur nécessitées

comme montré ci-dessous.

(Tous les niveaux de vide sont en k Pa) Niveau de fonctionnement x rapport de compression = pression de décharge Etape 1 1,7 x 6,25 = 10,6 Etape 2 10,6 x 6,25 = 66,2 Etape 3 66,0 x 6,25 = 412,5 Etape 4 405,8 x 6, 25 2536,2

Pour mettre en route l'éjecteur de façon appro-

priée, on doit pomper séquentiellement de manière que

les étapes puissent fonctionner convenablement à l'inté-

rieur de leurs gammes de travail Dans un système à quatre étapes, par exemple, l'étape 4 qui est l'étape de décharge vers l'atmosphère, est la première mise en route et elle constitue la seule étape qui fonctionne jusqu'à ce que la pression absolue de 15,96 k Pa est approchée; ensuite l'étape 3 est mise en route et ainsi de suite Ces étapes peuvent être déclenchées manuellement en observant un

appareil de vide ou peuvent être mises en route séquentielle-

ment de façon automatique, soit par le temps, soit par

le niveau de vide.

Aucun de ces deux systèmes automatiques ne fournit un temps de pompage minimal De façon spécifique, ils ne peuvent permettre une charge de gaz dans l'acier

et le laitier, qui varient avec les procédés de fabrica-

tion de l'acier et de désoxydation, avec l'humidité, et avec l'hygrométrie ou la condensation dans le système de vide Un pompage trop rapide avec une charge élevée de

gaz dans l'acier et le laitier peut provoquer un déborde-

*ment au bullage trop fort, et un pompage trop lent est

une perte de temps et d'énergie.

Le procédé de modulation par rampe de la présente invention consiste à détecter le niveau de vide à l'entrée ou espace de la première étape ou à la cuve de vide et à mettre en route automatiquement les étapes à la pression optimale de fonctionnement de l'étape tout en isolant le système d'éjecteur de la chambre de vide

de la poche (ou poche à vide) avec une soupape d'isolement.

La soupape d'isolement est normalement ouverte et n'est resserrée que lorsque le bouillonnement dans la poche monte jusqu'au bord de celle-ci Le bouillonnement est maintenu proche de cette hauteur maximale tolérable soit par un actionnement visuel de la valve d'isolation, soit par une commande automatique détectant la hauteur du bouillonnement, soit en anticipant une montée de la hauteur

de bouillonnement avant de mettre en route une étape sui-

vante inférieure d'éjecteurs; comme par exemple l'étape 2, et en positionnant la soupape de façon correspondante par

des moyens automatiques.

Cette technique permet de libérer l'opérateur des mises en route et des interruptions des étapes pour commander la hauteur du bouillonnement, ce qui est peu intéressant et prend du temps; c'est-à-dire que lorsque

les étapes sont arrêtéesf dans les systèmes de l'art anté-

rieur, le bouillonnement se calme à peu près complètement et le système doit à nouveau être pompé jusqu'au niveau

maximal tolérable de bouillonnement Cette procédure incré-

mentielle est répétée jusqu'à ce qu'une quantité suffisante de gaz (surtout du CO) soit enlevée de l'acier de façon que toutes les étapes et un vide maximal puissent être utilisés Au contraire, un pompage avec étranglement tel qu'il est divulgué dans la présente invention permet un dégazage maximal à tout moment, ce qui fournit le temps de pompage le plus court possible sans débordement par bouillonnement. Une forme de réalisation spécifique du principe de l'étranglement peut entraîner l'utilisation d'une commande automatique du temps auquel les étapes successives sont mises en route (c'est-à-dire que les étapes successives sont découpées à des intervalles de temps prédéterminés), l'étranglement de l'entrée de la première étape étant com Emdé par l'opérateur Même ce travail de l'opérateur peut être éliminé par l'utilisation d'un système de détection de la hauteur de bouillonnement qui fonctionne de manière à commander la soupape d'étranglement en réponse à la

hauteur de bouillonnement.

Dans des installations plus sophistiquées, le bouillonnement du carbone et les étapes de désoxydation peuvent fournir des données à un microprocesseur, ce qui permet de commander les niveaux de vide par rampe en

fonction du temps de manière à fournir des cycles optimaux.

Il Variation proportionnelle de la tension d'électrodes en ligne par rapport aux niveaux

de vide pour éviter un début d'incandescence.

Cette seconde techniquequi peut être utilisée avec ou sans pompage commandé,raccourcit la période du

cycle en réduisant la tension en ligne avec un accroisse-

ment du niveau de vide pour ainsi éviter-le début de l'in-

candescence.

Le système VAD fonctionne normalement depuis

une condition initiale de chambre fermée qui a pour résul-

tat une situation allant d'un léger vide à un vide de 26,6 k Pa de pression absolue pour un chauffage optimal

sous vide sans incandescence Le système peut dériver légè-

rement en dessous de 26,6 k Pa de pression absolue sans incandescence mais pour ôbtenir un fonctionnement consistant on évite l'incandescence en xnstant autour de 26,6 k Pa

de pression absolue, ce qui est un procédé de fonctionne-

ment normal comme le montre le tableau I ci-après.

TABLEAU I

CYCLE VAD CLASSIQUE SANS REDUCTION DE TENSION

ZERO A t A LA CUVE A VIDE: 66 t D'ACIER AU CARBONE MOYEN Temps A t FONCTION TEMPERATURE 0 à la cuve à vide 1566 C 2 2 prendre essais t = 3 /min perte =-6 1560 C 8 chauffer à l'arc avec pompe à 26,6 k Pa t = 8 x 1,375 /min = 11 1571 C 27 17 chauffer à l'arc' 26,6 k Pa t = 17 x 2, 47 = 42 1613 C 32 5 pomper à 0,133 k Pa t = 5 x -3,2 = -16 1597 C 8 8 minutes à vide max t = 8 x -3,375 = -27 1570 C 42 2 2 min rompre vide et prendre essai = 2 x -1 = -2 1568 C 44 2 2 min raccrocher 2 x -1 = -2 1566 C -J M w -14 n> o Ws Le tableau I montre un soutirage d'échantillon typique dégazé à des températures sans dégazage de coulée à l'air La perte de chaleur du dégazage est compensée par un chauffage sous vide à l'arc électrique Ce cycle pour un échantillon de 66 tonnes et une puissance de ,25 mégawatts à courant alternatif triphasé s'effectue en 44 minutes durant lesquelles le chauffage à l'arc est utilisé pendant minutes Les arcs ne sont utilisés qu'à 26,6 k Pa pour éviter la gamme des incandescences, tout en produisant

l'arc électrique à 225 volts.

La présente invention permet également de fonctionner à 225 volts avec un échantillon similaire de 66 tonnes mais seulement pendant 18 minutes Un dispositif de changement de soutirage en ligne qui peut être une tension diminuant automatiquement ou manuellement est utilisé à mesure que le système est pompé, ce qui permet de se trouver juste en dehors de l'incandescence, comme

le montre le tableau Il.

TABLEAU II

CYCLE A TENSION REDUITE

ZERO At ALA CUVE A VIDE à t FONCTION à la cuve à vide 2 prendre essais 8 chauffer à l'arc avec pompe à 26,6 k Pa 8 x 1,375 = + 11 C chauffer à l'arc à 26,6 k Pa Echantillon B 10 x 2,5 = + 25 2 chauffer arc à 2,66 k Pa Echantillon C 2 x 0,5 = + 1 2 chauffer arc à 0,266 k Pa Echantillon D 2 x -0,5 = -1 1 chauffer arc à 133 Pa Echantillon E 1 x -1 = -1 8 dégazer à vide max 8 x -3,375 = -27 2 prendre essai 2 x -1 = -2 2 accrocher 2 x -1 = -2

TEMPERATURE

1566 C

1560 C

1571 C

1596 C

1597 C

1596 C

1595 C

1568 C

1566 C

1564 C

Temps o 0 %R tg n 1 W- o PARAMETRES DE CALCUL POUR UNITE DE 66 t 0-2 min Prendre essais 2-10 min Perte 4,4 /minou chauffer à 1,375 /min Echantillon B 10 min et ensuite Gain 2,5 /minEchantillon B 225 volts 5250 KW 180 volts 3367 KW perte 0,5 /min Echant D 150 V 2338 KW perte 1- /min Echant E 138 V 1979 KW perte 1,7 /min Echant F 118 V 1447 KW

Casse-vide et prendre essai perte 1 O/min.

Accrocher grue à poche perte 1 /min.

CARACTERISTIQUES D'ARC ET DE POMPAGE DE VIDE

à 26,6 k Pa -Prend de 1,5 à 2 min -Ech B 235 V arc possible à 26,6 k Pa sans incandescence de 26,6 à 2,66 k Pa Prend 2 min Ech C 180 V arc possible courtes périodes à 2,66 k Pa sans incandescence de 2,66 à 0,266 k Pa Prend 2 min Ech D 150 V arc possible

courtes périodes à 0,266 k Pa sans incan-

descence de 0,266 à 0,133 k Pa Prend 1 min Ech E 138 V arc possible

courtes périodes à 0,133 k Pa sans incan-

descence En maintenant la puissance électrique, même à une puissance réduite, on obtient une économie double parce que la perte non inhibée de température de dégazage à des niveaux de vide plus faibles sans production d'arc existe toujours Par conséquent, lorsqu'on chauffe à l'arc

avec vide, même avec une entrée plus faible, de l'éner-

gie est absorbée par le bain pendant une période o l'arc est normalement absent Cette absorption d'énergie raccourcit la période de vide qui normalement aurait pour

résultat une perte thermique accrue et,bien sûr,la cha-

leur du bain ou l'énergie contenue dans l'acier règle

la période du processus.

Le fait d'éviter l'incandescence en raison du niveau de vide et du chauffage à l'arc électrique a été déterminé expérimentalement dans une installation VAD de 66 tonnes ayant une impédance de 0,006 ohm avec un courant maximal de 20 000 ampères Avec un système plus rigide ayant une impédance plus faible et une puissance plus grande, la production d'arc pourrait en fait exister dans la gamme de déshydrogénation Un tel résultat a été expérimenté durant des-essais pilote à des tensions entre 80 et 100 V et à des pressions absolues inférieures

à 133 Pa.

Cette seconde nouvelle technique évite la problème de l'incandescence qui est liée au vide et à la tension, ce problème ayant à son tour pour conséquence une condition de court-circuit, ce qui réduit la chaleur fournie au bain de métal et surchauffe l'équipement de transmission de la puissance de courant alternatif En commandant la vitesse du pompage de vide et simultanément en réduisant ou diminuant la tension de production d'arc,

le système VAD est capable d'éviter davantage l'incan-

descence Cette technique permet la production d'arc sans incandescence tout en ajoutant de la chaleur au bain et/ou en perdant moins de température durant la période de pompage normalement sans arc Un bon retrait d'oxygène est réalisé pendant cette période de chauffage tout en pompant à 13,3 k Pa et en dessous, ce-qui permet un bouillonnement plus uniforme tout en abaissant la pression

absolue Voir par exemple le brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique N O 3 635 696, page 4,colonne 1,lignes 72-75 Ceci également réduit la possibilité de débordement avec des poches à faible garde et réduit davantage la période du processus. Les tableaux I et II montrent des économies de temps de 16 % lorsqu'on compare le VAD classique avec le cycle à tension réduite selon la présente invention, de la façon-suivante:

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VAD CLASSIQUE

44 minutes

CYCLE A TENSION REDUITE

37 minutes Economie = 7 minutes ou 44 = 16 % d'économie en temps La réduction de tension donne aussi une économie en nergie dé 16 %:

VAD CLASSIQUE CYCLE A TENSION REDUITE

en dollars: 2,12/tonne 1,80/tonne

2,12 1,80 16 %

2,12 Economies = 2,12 1,80 = 0,32/tonne

0 O TABLEAU III

Economie prix revient: VAD classique comparé à présente invention

VAD CLASSIQUE VAD AVEC CHUTE DE TENSION

Arc 25 min à 5,25 MW= 18 min Echo B à 5,215 W x 16 = 1,575 h 1 r 6 5250 x 6 = 2,1875 ut pour 66 tormnnes = 2,1875 2 min Echo C à 3,367 W x 2 = 0, 112 h 2 min Echo D à 2,338 W x 2 = 0,078 h x =,07 = 33 KW/tonne

à 0,06625/KW =

I 0,028 h 2,12 dollars/tonne traitée 1 Min Ech E à 1,719 W x 60 _ 1,793 h 1793 h minutes 1754 pour 66 tonnes = 74 = 27,16 KW/tonne à 0,0 6625/KW =, 80 dollars/tonne à 0,06625/KW = 1,80 dollars/tonne On voit à nouveau que ces économies de 16 % en temps et en énergie sont basées sur un échantillon de 66 tonnes Des économies similaires ont lieu sur un échantillon d'une taille quelconque traité par le système

VAD.

L'importance d'une économie de 7 minutes dans la période du cycle (qui pourrait même être plus grande avec un système plus rigide) peut se voir lorsqu'on

considère un temps de 40 minutes d'échantillon à échan-

tillon provenant d'un four pneumatique La période de cycle VAD classique de 44 minutes nécessitait deux unités pour travailler avec un four à oxygène basique, tandis que la période de cycle plus courte de 37 minutes permet l'utilisation d'un seul système VAD, *En plus, la faculté d'utiliser des arcs sous un vide poussé permet une autre réduction de la période

de cycle dans le cycle VAD à tension réduite En cal-

culant de façon soignée le système électrique, il est possible de réduire l'impédance de ce système de telle manière que suffisaim-ent de courant puisse passer dans le bain à une tension faible, c'est-à-dire assez bas pour éviter la gamme des incandescences et pour donner de l'énergie dans la gamme de 2000 k W à uneÀpression absolue de 133 Pa ou inférieure Ce chauffage à l'arc continue pendant tout le cycle avec des économies de temps de 6-7 minutes en plus-des économies révélées pendant le

cycle de tension réduite.

Par exemple, en utilisant l'installation VAD de 66 tonnes mentionnée cidessus, on peut obtenir un arc de chauffage stable courant alternatif à 133 Pa ou

en dessous comme suit.

Avec un système électrique ayant une réactance de -3 x = 3,5 x 10 + 2,54 = 13100 amps avec facteur de puissance de 0,707 k W = 13100 x 100 x x 100 = 2272 Pour un échantillon d'acier au carbone moyen de 60 tonnes, ceci revient à 2272 = 132 000 x 0,18 x t x 60 3416 x 80 % d'efficacité t = 4, 35-F (= 2,420 C) Si on expérimente une perte normale de 3 C, une augmentation de la température de 20 C provoque une perte nette de seulement 10 C. En résumé, dans les conditions décrites,-une économie additionnelle dans le temps de cycle de 6 à 7 min peut être réalisée Cette économie de temps est illustrée à la figure 3 qui divulgue un cycle de système VAD montrant la nouvelle technique décrite ci-dessus comme étant un nouveau cycle ainsi que la technique décrite par ailleurs

dans la présente demande comme étant un cycle amélioré.

Normalement, des laitiers hautement basiques

ont des points de fusion extrêmement élevés (approximati-

vement 1650 C) Pendant un traitement classique VAD, le laitier tend à se durcir, à perdre sa fluidité et empêche

l'exposition des gouttelettes de métal'au vide.

La fluidisation additionnelle du laitier provenant de l'utilisation d'arcs dans la gamme élevée de vide renforce l'élimination de H 2 d'une valeur allant jusqu'à

0,6 ppm par rapport au cycle normal VAD.

III Technique pour assurer une circulation de métal suffisante à mesure que s'accroit la dimension de l'échantillon Dans un système classique VAD, on utilise seulement une seule source de purge de gazque cette source soit un élément poreux réfractaire inséré dans la paroi ou dans le fond ou une tuyère installée de façon semblable, ou un dispositif d'insuff Lation dans une soupape du type tiroir Cependant, de façon surprenante, des recherches effectuées sur un grand nombre d'échantillons ont montré une réduction de 0,3 ppm d'hydrogène en utilisant plus

d'une brique de purge dans un échantillon de 66 tonnes.

Comme le fonctionnement du système VAD nécessite un brassage convenable pour présenter du métal non dégazé à l'interface métal-laitier-vide, il est essentiel que l'équipement de purge ou de brassage fonctionne convenablement Vingt-cinq échantillons formés en moyenne d'échantillons de 66 tonnes utilisent un bloc de réglage et un bouchon de purge et de revêtement de la poche, ce qui fait que le coût par bloc est de 0,135 dollar par tonne, calculé de la façon suivante: Coût du jeu de bloc de purge et de bouchon

(brique) = 223,02 dollars.

66 tonnes x 25 échantillons = 1650 tonnes/jeu

ou bien 0,135 dollar par tonne.

Une installation à double purge double natu-

rellement ce coût de 0,135 dollar par tonne; mais cepen-

dant, l'accroissement du coût est compensé soit première-

rement par une réduction de 0,3 ppm d'hydrogène, deuxième-

ment par une période de dégazage réduite de façon correspon-

dante de plusieurs minutes, soit troisièmement, par la, sécurité d'un équipement double avec des échantillons de dimensions

plus grandes.

Normalement, une brique ou bouchon de purge

est installée sur le fond à mi-rayon pour être plus effi-

cace et permet de traiter jusqu'à 50 tonnes correctement.

Un maximum de 0,14 m 3/min ( 0,745 k W de compresseur) peut provoquer un débordement au bullage Néanmoins, à mesure qu'augmentent le diamètre et le volume de la poche, des points additionnels de purge à des intervalles de 1200 se sont avérés plus efficaces En extrapolant à partir de données existantes, le tableau suivant est justifié au point de vue prix: Dimension NOMBRE DE BRIQUES DE PURGE jusqu'à 50 t 1 mi-rayon à 150 t 2 mirayon à 120 d'écart au-delà de 150 t 3 mi-rayon à 120 x 120 d'écart La figure 1 est un graphique-permettant de comparer les données des tableaux I et II du texte La

partie hachurée montre que lors du démarrage de la ré-

duction à 21 minutes, la température crête précédente de 1613 'C est abaissée approximativement à 15970 C La zone hachurée montre ainsi une économie de temps, d'énergie et d'usure des éléments réfractaires, carcomme le comprennent facilement les spécialistes de cette technique, l'abaissement des températures fait décroître l'érosion des éléments réfractaires La figure 1 montre également que 15650 C, qui est la température désirée, ont été atteints en

37 minutes avec la réduction et en 44 minutes sans réduction.

De même, la figure 3 montre que 15650 C ont été atteints en 30 minutes par chauffage à l'arc à un vide poussé

contre 44 minutes pour le cycle classique.

La figure 2 montre un cycle de dégazage

typique avec dans la cuve de l'acier au carbone moyen fai-

blement allié Cette figure illustre le fait qu'un vide d'environ 26,6 k Pa est atteint à une minute et demie, de 2,66 k Pa à environ 4 minutes, de 0 ff 266 k Pa à 5 minutes

et demie et de 0,133 k Pa à 7 minutes.

La description ci-dessus permet de montrer

de façon évidente aux spécialistes de cette technique qu'aucune des trois caractéristiques mentionnées ne sont In Cbmpatibles ou ne se contrebalancent l'une par rapport à l'autre, et que ces caractéristiques isolément ou par deux ne dépendent aucunement du fonctionnement ou du nonfonctionnement d'une autre caractéristique quelconque

parmi celles-ci Il en résulte que ces caractéristiques.

peuvent être employées individuellement, dans toute combi-

naison de deux caractéristiques ou bien toutes trois simultanément en conjonction avec un procédé classique

de VAD.

Finalement, il est évident que la présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et illustrées et que des modifications peuvent y

être apportées sans sortir de son cadre.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1 Procédé pour affiner l'acier du type

qui comprend les étapes consistant à soumettre simultané-

ment un volume d'acier fondu à un système de vide incrémen-

tiel et à des moyens de brassage qui sont capables de transporter l'acier fondu de la partie inférieure du volume d'acier à la surface o l'acier transporté peut être soumis au vide, et à soumettre ledit acier qui est exposé simultanément au vide et aux moyens de brassage à un arc de chauffage par courant alternatif qui est produit entre des moyens formant électrodes et ledit acier pendant au moins une partie de la période de fonctionnement simultané du système de vide et des moyens de brassage, procédé

caractérisé par les étapes consistant à adapter l'applica-

tion du système de vide incrémentiel à la condition

limite du procédé,telle que le débordement par bouillonne-

ment,et à commander le vide appliqué à l'acier par des

moyens de restriction.

2 Procédé selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que le système de vide incrémentiel est un système d'éjecteur à jets de vapeur et en ce que le moyen

de restriction est une soupape d'isolation qui est mainte-

nue normalement ouverte et qui n'est resserrée seulement

qu'après avoir observé une condition limite du procédé.

3 Procédé pour affiner l'acier du type

qui comprend les étapes consistant à soumettre simultané-

ment un volume d'acier fondu à un système de vide incrémen-

tiel et à des moyens de brassage qui sont capables de transporter l'acier fondu de la partie inférieure du volume d'acier à la surface o l'acier transporté peut être soumis au vide, et à soumettre ledit acier qui est exposé simultanément au vide et aux moyens de brassage à un arc de chauffage par courant alternatif qui est produit entre des moyens formant électrodes et ledit acier pendant au moins une partie de la période de fonctionnement simultané du système de vide et des moyens de brassage, procédé caractérisé par l'étape consistant à faire décroître la tension d'arc de chauffage à courant alternatif avec une réduction du niveau de vide, la tension d'arc étant suffisamment

basse à tout moment pour éviter toute incandescence.

4 Procédé selon la revendication 3, caracté-

risé en ce que la tension d'arc de chauffage à courant alternatif est réduite à un niveau qui permet à l'arc d'être maintenu dans la gamme des pressions inférieures

à environ 133 Pa.

Procédé selon la revendication 4, caracté- risé en ce que la tension est maintenue à un niveau qui

n'est pas plus élevé qu'environ 90 volts.

6 Procédé pour affiner l'acier du type

qui comprend les étapes consistant à soumettre simultané-

ment un volume d'acier fondu à -m système de vide incrémen-

tiel et à des moyens de brassage qui sont capables de transporter l'acier fondu de la partie inférieure du volume d'acier à la surface o l'acier transporté peut être soumis au vide, et à soumettre ledit acier qui est exposé simultanément au vide et aux M Oyens de brassage à un arc de chauffage par courant alternatif qui est produit e'ntre

des moyens formant électrodes et ledit acier pendant au -

moins une partie de la période de fonctionnement simultané du sytème de vide et des moyens de brassage, procédé caractérisé par l'étape consistant à brasser l'acier par application de moyens de purge à gaz, lesdits moyens comprenant au moins deux emplacements d'émission de gaz situés à environ 1200 l'un de l'autre par rapport à la partie centrale du volume d'acier fondu, chaque emplacement de purge à gaz étant situé approximativement à la moitié

du rayon du volume de métal fondu.

7 Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il comprend l'étape consistant à réduire la tension d'arc de chauffage à courant alternatif avec une réduction du niveau de vide, la tension d'arc étant

suffisamment basse à tout moment pour éviter toute incan-

descence.

8 Procédé selon la revendication 7, caracté-

risé en ce qu'il comprend l'étape consistant à brasser l'acier par application de moyens de purge à gaz, lesdits noyens comprenant au moins deux emplacements d'émission de gaz situés approximativement à 1200 l'un de l'autre par rapport

à la partie centrale du volume d'acier fondu, chaque empla-

cement de purge de gaz étant situé approximativement à la moitié du rayon du volume de métal fondu. 9 Procédé pour affiner l'acier du type

qui comprend les étapes consistant à soumettre simultané-

ment un volume d'acier fondu à un système de vide incrémen-

tiel et à des moyens de brassage qui sont capables de transporter l'acier fondu de la partie inférieure du volume d'acier à la surface o l'acier transporté peut être soumis au vide, et à soumettre ledit acier qui est exposé simultanément au vide et aux moyens de brassage à un arc de chauffage par courant alternatif qui est produit entre des moyens formant électrodes et ledit acier pendant au moins une partie de la période-de fonctionnement simultané du système de vide et des moyens de brassage, procédé caractérisé par les étapes consistant à réduire la tension d'arc de chauffage de courant alternatif* avec une réduction dans le niveau de vide, la tension d'arc étant suffisamment basse à tout moment pour éviter toute incandescence, à brasser l'acier par application de moyens de purge de gaz, lesdits moyens comprenant au moins deux emplacements d'émission de gaz situés approximativement à 1200 l'un de l'autre par rapport à la partie centrale du volume d'acier fondu, chaque emplacement de purge de gaz étant situé approximativement à la moitié du rayon du volume

de métal fondu.

* 10 Appareil pour l'affinage d'acier en poche, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour maintenir un corps d'acier fondu à traiter, des moyens pour soumettre un corps d'acier fondu à un système de vide incrémentiel, des moyens pour brasser l'acier qui sont capables-de transporter l'acier fondu de la partie inférieure du corps d'acier à la surface o l'acier transporté peut être soumis au vide, des moyens pour soumettre le volume ou corps d'acier durant au moins une partie de la période o il est simultanément soumis au vide et au brassage, à un arc de chauffage à courant alternatif qui est produit entre des moyens formant électrodes et ledit volume d'acier, et des moyens pour adapter l'application du système de vide incrémentiel à une condition limite de procédé telle que le débordement par bouillonnement.

11 Appareil selon là revendication 10, caractérisé en ce que le système de vide incrémentiel est un système à éjecteur à jets de vapeur et en ce que le moyen d'adaptation est une soupape d'isolation du système d'éjecteur à jets de vapeur qui fonctionne pour

restreindre le système à éjecteur à jets de vapeur.

12 Appareil pour l'affinage d'acier en poche, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour maintenir un volume d'acier fondu à traiter, des moyens pour soumettre un volume d'acier fondu à un système de vide incrémentiel, des moyens pour brasser l'acier qui sont capables de transporter l'acier fondu de la partie inférieure du volume d'acier à la surface o l'acier transporté peut être soumis à du vide, des moyens pour soumettre le volume d'acier durant au moins une partie de la période o il est simultanément soumis au vide et au brassage, à un arc de chauffage à courant alternatif qui est produit entre des moyens formant électrodes et le volume d'acier, et des moyens pour faire décroître la tension d'arc à courant

alternatif avec une réduction dans le niveau de vide.

13 Appareil pour l'affinage de l'acier en poche, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour maintenir

un volume d'acier fondu à traitera des moyens pour sou-

mettre un volume d'acier fondu à un système de ziide incré-

mentiel, des moyens pour brasser l'acier qui sont capables de transporter l'acier fondu de la partie inférieure du corps d'acier à la surface o l'acier transporté peut être soumis à du vide, des moyens pour soumettre le volume d'acier,durant au moins une partie du temps o il est simultanément soumis à du vide et au brassage,à un arc de chauffage à courant alternatif qui est produit entre des moyens formant électrodes et le volume d'acier, et

des moyens pour brasser le volume d'acier par une purge à gaz.

14 Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de purge de gaz qui comportent au moins deux structures d'émission de gaz situées approximativement à 1200 l'une de l'autre * 5 par rapport à la partie centrale du volume d'acier fondu, chaque structure étant située approximativement sur la

moitié du rayon du volume de métal fondu.