FR2585725A1 - Procede d'elaboration d'acier dans un convertisseur a lance a oxygene et acier obtenu par ledit procede - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LA SIDERURGIE. LE PROCEDE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST DU TYPE COMPRENANT: -LE CHARGEMENT DES FERRAILLES DANS LE CONVERTISSEUR; -LE PRECHAUFFAGE DES FERRAILLES PAR LA CHALEUR OBTENUE PAR BRULAGE D'UN COMBUSTIBLE CARBONE DANS UN MILIEU D'OXYGENE INJECTE DANS LE CONVERTISSEUR; -LA COULEE DE FONTE; -L'AFFINAGE DU METAL PAR SON SOUFFLAGE A L'OXYGENE, ET EST CARACTERISE EN CE QUE -LES FERRAILLES SONT PRECHAUFFEES PAR LA CHALEUR OBTENUE PAR BRULAGE D'UN COMBUSTIBLE CARBONE SOLIDE, INTRODUIT SOUS LA FORME D'UN FLUX INTERSECTANT LE FLUX D'OXYGENE INJECTE PAR LA LANCE PLACEE A UNE HAUTEUR DE 50 A 100CALIBRES REDUITS AU-DESSUS DU FOND DU CONVERTISSEUR, A RAISON DE 8 A 15NMMIN PAR T DE FERRAILLES; -ON CHARGE DE LA CHAUX SUR LES FERRAILLES RECHAUFFEES, PUIS ON VERSE LA FONTE; -ON COMMENCE L'AFFINAGE DU METAL PAR SOUFFLAGE D'OXYGENE EN PLACANT LA LANCE A UNE HAUTEUR DEPASSANT DE 1,5 A 2,5FOIS SA HAUTEUR DE TRAVAIL AU-DESSUS DU NIVEAU DU METAL LIQUIDE A L'ETAT CALME, ADOPTEE POUR L'AFFINAGE, PUIS ON MET LA LANCE EN POSITION DE TRAVAIL EN LA DESCENDANT PROGRESSIVEMENT, CETTE DESCENTE COMMENCANT QUAND LA CONSOMMATION D'OXYGENE ATTEINT 5 A 10 DE LA QUANTITE TOTALE NECESSAIRE A L'AFFINAGE DU METAL, ET S'ACHEVANT QUAND LA CONSOMMATION D'OXYGENE ATTEINT 20 A 25 DE LADITE QUANTITE TOTALE. L'INVENTION PERMET NOTAMMENT DE SIMPLIFIER NOTABLEMENT LE PRECHAUFFAGE DES FERRAILLES ET D'ABAISSER CONSIDERABLEMENT LE COUT DE L'ACIER.
Description
La presente invention concerne le domaine de la sidérurgie et a notamment pour objet un procédé d'élaboration d'acier dans un convertisseur à lance à oxygène, ainsi que l'acier obtenu par ledit procédé.
Le procédé d'élaboration de l'acier au convertisseur consiste à affiner le métal en soufflant avec de l'oxygène une charge métallique constituée par des ferrailles, de la fonte liquide et des additions. Une particularité importante de la production de 1' acier au convertisseur est la possibilité de traiter les ferrailles.
Pour la production de l'acier, les ferrailles sont une matière première moins chère que la fonte. Ainsi, pour élaborer 1 t d'acier, il suffit de prendre environ 1,1 t de ferrailles, alors que pour élaborer 1 t d'acier à partir de fonte, il faut d'abord extraire et traiter au haut fourneau environ 2 t de minerai, en dépensant pour cela environ 1 t de charbon à coke d'approvisionnement difficile. Les frais de collecte et de préparation de 1 t de ferrailles sont de 10 à 12 fois moins élevés que ceux nécessaires à l'élaboration de 1 t de fonte.
Il en résulte que l'utilisation de ferrailles pour l'élaboration de l'acier assure une économie considérable de matières essentielles et de combustible et permet de réduire les frais de main-d'oeuvre.
Compte tenu du bas prix des ferrailles, on a vu apparaître dans la pratique de la production de l'acier au convertisseur divers procédés prévoyant un accroissement du pourcentage de ferrailles et une diminution de l'utilisation de fonte dans la partie métallique de la charge. L'une des méthodes pour l'accroissement du pourcentage de ferrailles consiste à les préchauffer dans le convertisseur. Notamment, aux Etats-Unis, 25% des appareils de convertissage sont équipés pour cela de lances à gaz ou à mazout. Selon les données publiées (Steel Times, 1977, 205, nO 11, pp.133 à 137, 139 à 140), le préchauffage des ferrailles jusqu'à 8000C permet d'accroître leur pourcentage de 10% par rapport à la masse de la charge métallique, avec une durée de réchauffage d'environ 10 min.La technique de l'élaboration d'acier avec préchauffage des ferrailles dans le convertisseur pour accroître leur pourcentage dans la charge métallique a reçu une grande extension aux
Etats-Unis, en Grande-Bretagne, en Belgique, en Suède, au Japon, en France.
Etats-Unis, en Grande-Bretagne, en Belgique, en Suède, au Japon, en France.
Les premières tentatives de préchauffage et de fusion des ferrailles sans additions de fonte liquide dans un convertisseur ordinaire à l'oxygène ont été faites par la firme Voest-Alpine A.G.(Rinesch R.E.,
J.Metals, 1962, v.14, nO 7, pp.497 à 501).
J.Metals, 1962, v.14, nO 7, pp.497 à 501).
Le brevet US nO 3 174 847 décrit un procédé d'élaboration d'acier, suivant lequel on verse du coke sur de la fonte en gueuses et des ferrailles chargées dans la cornue, la quantité de coke s'élevant à 0,5-1,75 % du poids de la charge métallique. Ensuite, le coke est allumé par un brûleur à gaz et le soufflage de la charge à l'oxygène commence. Le débit d'oxygène est augmenté lors de la fusion de la charge.
On connaît des procédés d'élaboration d'acier au convertisseur, prévoyant l'introduction de matières froides dans le convertisseur(bocages de fonte, riblons, combustible, ferro-alliages), leur fusion et l'affinage à l'oxygène. Le combustible utilisé dans ces procédés est constitué de matières inflammables (brevets US nO 2800 631, et nO 3 234 011).
L'application du procédé d'élaboration d'acier comprenant la fusion et l'affinage d'une charge, constituée par des ferrailles froides et un combustible solide, par soufflage direct d'oxygène sur elle, a fait apparaître que l'allumage du combustible était difficile, et son utilisation, d'une basse efficacité, que le taux résiduel de soufre dans le métal était élevé, que la tenue du garnissage du convertisseur était basse, que les pertes au feu de métal étaient considérables et que la consommation de scorifiants était élevée . C'est pourquoi ce procédé de réchauffage de la charge métallique n'a pas reçu une grande extension.
A l'heure actuelle, le préchauffage des ferrailles, dans les convertisseurs à l'oxygène dont la charge métallique comprend de la fonte liquide, s'effectue sous l'action de la chaleur obtenue en brûlant dans une atmosphère d'oxygène un combustible carboné gazeux ou liquide. Une telle méthode de réchauffage des ferrailles est appliquée par la firme Willing Pitseburgh, utilisant des lances à mazout et oxygène, par les usines Allan Wood,
Wisconsin Steel et la firme Steel Co., utilisant des lances à gaz et oxygène. La firme Cockerill Ougree utilise en tant que combustible du pétrole brut (Kemner W.F.-Blast
Furnace and Steel Plant, 1969, V.57, nO 12, pp.1007 à 1012 (Onuscheck I.W., Holmes R.L. W.J.Metals, 1972,
V.24, n09, pp.26 à 37; Ironmaking and Steelmaking, 1976, 8,N 5, pp.252 à 258).Certaines usines de la société japonaise Nippon Steel Corp. emploient des tuyères toroïdales à pétrole et oxygène (Chatterje A., -Iron an
Steel Institute, 1973, 46, NO 4, pp.325 à 331).
Wisconsin Steel et la firme Steel Co., utilisant des lances à gaz et oxygène. La firme Cockerill Ougree utilise en tant que combustible du pétrole brut (Kemner W.F.-Blast
Furnace and Steel Plant, 1969, V.57, nO 12, pp.1007 à 1012 (Onuscheck I.W., Holmes R.L. W.J.Metals, 1972,
V.24, n09, pp.26 à 37; Ironmaking and Steelmaking, 1976, 8,N 5, pp.252 à 258).Certaines usines de la société japonaise Nippon Steel Corp. emploient des tuyères toroïdales à pétrole et oxygène (Chatterje A., -Iron an
Steel Institute, 1973, 46, NO 4, pp.325 à 331).
La technique connue de préchauffage des ferrailles est réalisée de la façon suivante. On charge d'abord de la chaux dans le convertisseur. Ceci est fait pour protéger le fond du convertisseur contre les oxydes de fer se formant pendant le réchauffage des ferrailles.
Après chargement de la chaux, on introduit dans le convertisseur la quantité nécessaire de ferrailles, on sort la lance à oxygène de l'orifice de la cheminée du convertisseur et on met à sa place une lance à gaz et oxygène. Le convertisseur est mis en position verticale et la lance à gaz et oxgène est descendue jusqu'à ce que son nez se trouve près de l'orifice de la cheminée, puis sa flamme d'allumage est allumée à l'aide d'une torche à gaz manuelle. Ceci fait, la lance est descendue jusqu'à sa position de préchauffage des ferrailles. Au cours du préchauffage, la lance est maintenue à une distance dépassant de 2 à 3 fois la hauteur du bain liquide.
En cas d'utilisation d'un combustible liquide, la flamme n'est pas allumée spécialement, car la température du garnissage du convertisseur est suffisante pour enflammer le combustible. Au moment où le système de réchauffage des ferrailles est mis en action, la lance est descendue dans le convertisseur jusqu'à environ 1 m au-dessous de son bec. Le nez de la lance à combustible est mis rapidement hors d'usage quand il est maintenu près des ferrailles. Si la lance est maintenue loin des ferrailles, l'efficacité du pré
chauffage baisse . Dans un tel procédé les ferrailles se réchauffent irrégulièrement: les ferrailles les plus légères fondent plus vite, tandis que les ferrailles les plus lourdes n'ont pas le temps de se réchauffer suffisamment. Quand le préchauffage est achevé (au bout de 11-12 min), la lance à combustible est remontée et éloignée jusqu'à une position d'attente; la lance à oxygène est mise à sa place, le convertisseur est incliné et la fonte liquide est chargée. L'affinage du métal est réalisé en le soufflant à l'oxygène. La mise de la lance en position de travail s'effectue après consommation d'une quantité d'oxygène non inférieure à 15% de la quantité totale nécessaire à l'affinage.
chauffage baisse . Dans un tel procédé les ferrailles se réchauffent irrégulièrement: les ferrailles les plus légères fondent plus vite, tandis que les ferrailles les plus lourdes n'ont pas le temps de se réchauffer suffisamment. Quand le préchauffage est achevé (au bout de 11-12 min), la lance à combustible est remontée et éloignée jusqu'à une position d'attente; la lance à oxygène est mise à sa place, le convertisseur est incliné et la fonte liquide est chargée. L'affinage du métal est réalisé en le soufflant à l'oxygène. La mise de la lance en position de travail s'effectue après consommation d'une quantité d'oxygène non inférieure à 15% de la quantité totale nécessaire à l'affinage.
Parmi les inconvénients notables de l'utilisation de lances à gaz et oxygène ou à mazout et oxygène pour le préchauffage des ferrailles dans le convertisseur on peut mentionner leur conception complexe, la nécessité de disposer d'un équipement spécial et de servir cet équipement lors de l'alimentation des lances en combustible, la longue durée du préchauffage des ferrailles et l'obtention, après le préchauffage, de portions de phase liquide saturée d'oxydes de fer. En outre, le fonctionnement des lances à combustible et oxygène s'accompagne d'un bruit de haute fréquence nuisible.
Pour les combustibles gazeux ou liquides brûlés dans l'oxygène pour le préchauffage des ferrailles dans un convertisseur, le coefficient d'utilisation de la chaleur est plus bas que celui des combustibles carbonés solides. Ainsi, par exemple, pour une température moyenne des gaz de convertisseur de 14400C, le coefficient d'utilisation de la chaleur dégagée par la combustion du gaz naturel ou du mazout est respectivement de 8,4 % et de 14,9 %, alors que pour l'anthracite et le carbone solide il est de 22,5 % et 23,2 % ("Les ferrailles dans la charge des convertisseurs à l'oxygène" par V.I.Baptizmansky, B.M.Boichenko, E.V.
Tretiakov, Moscou, 1982, p.61).
Pour brûler un combustible solide, principalement du coke, dans un jet d'oxygène, afin de préchauffer les ferrailles, on a recours à des lances spéciales à intervalle annulaire. Le combustible solide broyé est amené à la lance par un gaz porteur (argon ou azote), à partir de réservoirs spéciaux par un système de conduites. A la sortie de l'intervalle annulaire de la lance, le flux de combustible solide se réunit au flux d'oxygène, dans lequel il brûle (Rinesch R.F. - Berg and Hüttenmän. Monatsh., 1960, Bd. 105, nO 11, pp. 303 à 309, Rinesch R.F. - J. Metals, 962, V. 14, nO 7, pp. 497 à 501).Ce procédé de préchauffage des ferrailles est appliqué par la firme Klâckner-Werke AG (RFA) dans l'élaboration d'acier à partir de ferrailles dans un convertisseur sans utilisation de fonte liquide.
Un inconvénient notable du procédé ci-dessus est la forte usure par abrasion du système de conduites. De plus, le choix de combustibles carbonés est limité, car, lorsque leur taux de matières volatiles dépasse 8%, ils peuvent s'enflammer spontanément.
De la sorte, dans tous les procédés connus d'élaboration d'acier au convertisseur, utilisant un combustible solide, gazeux ou liquide, le préchauffage des ferrailles est difficile à réaliser et entraîne des frais considérables, liés à l'installation de systèmes supplémentaires pour la préparation du combustible et son injection dans le convertisseur.
Le but de l'invention était d'élaborer un procédé d'élaboration d'acier permettant de simplifier le processus de préchauffage des ferrailles, d'abaisser sont coût et d'utiliser une matière de chauffe accessible et bon marché.
La solution consiste en un procédé d'élaboration d'acier dans un convertisseur à lance à oxygène, comprenant:
- le chargement des ferrailles dans le convertisseur;
- le préchauffage des ferrailles par la chaleur obtenue en faisant brûler un combustible carboné dans l'oxygène injecté dans le convertisseur;
- la coulée de la fonte;
- l'affinage du métal par soufflage de celui-ci à l'oxygène, procédé dans lequel, d'après l'invention;
- les ferrailles sont préchauffées par la chaleur obtenue en faisant brûler un combustible carboné solide, introduit sous la forme d'un flux intersectant le flux d'oxygène, injecté à raison de 8 à 15 Nm3/min par t de ferrailles par la lance placée à une hauteur de 50 à 100 calibres réduits au-dessus du fond du convertisseur;
- on charge de la chaux sur les ferrailles réchauffées, puis on coule la fonte;;
- on commence l'affinage du métal par soufflage à l'oxygène avec la lance placée à une hauteur dépassant de 1,5 à 2,5 fois sa hauteur de travail au-dessus du niveau du métal liquide à l'état calme, adoptée pour l'affinage, puis on place la lance en position de travail par descente progressive, cette dernière commençant quand la consommation d'oxygène atteint 5 à 10% de la quantité totale nécessaire à l'affinage, et s'achevant quand la consommation d'oxygène atteint 20 à 25% de ladite quantité totale.
- le chargement des ferrailles dans le convertisseur;
- le préchauffage des ferrailles par la chaleur obtenue en faisant brûler un combustible carboné dans l'oxygène injecté dans le convertisseur;
- la coulée de la fonte;
- l'affinage du métal par soufflage de celui-ci à l'oxygène, procédé dans lequel, d'après l'invention;
- les ferrailles sont préchauffées par la chaleur obtenue en faisant brûler un combustible carboné solide, introduit sous la forme d'un flux intersectant le flux d'oxygène, injecté à raison de 8 à 15 Nm3/min par t de ferrailles par la lance placée à une hauteur de 50 à 100 calibres réduits au-dessus du fond du convertisseur;
- on charge de la chaux sur les ferrailles réchauffées, puis on coule la fonte;;
- on commence l'affinage du métal par soufflage à l'oxygène avec la lance placée à une hauteur dépassant de 1,5 à 2,5 fois sa hauteur de travail au-dessus du niveau du métal liquide à l'état calme, adoptée pour l'affinage, puis on place la lance en position de travail par descente progressive, cette dernière commençant quand la consommation d'oxygène atteint 5 à 10% de la quantité totale nécessaire à l'affinage, et s'achevant quand la consommation d'oxygène atteint 20 à 25% de ladite quantité totale.
Le procédé d'élaboration d'acier conforme à l'invention permet de simplifier notablement le préchauffage des ferrailles et d'abaisser considérablement son coût, car il est réalisé dans un convertisseur de conception connue, sans aucune modification de celui-ci et pratiquement sans frais.
Le combustible carboné solide utilisé peut être un charbon de composition variée, y compris un charbon pauvre.
La réalisation de l'affinage dans les conditions indiquées permet d'accroître son efficacité et son rendement.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, donné à titre non limitatif.
L'acier est élaboré dans un convertisseur de type courant, équipé d'une lance à oxygène.
Après coulée des produits (acier et scorie), la température du garnissage étant d'au moins 8000C, on introduit la quantité de ferrailles nécessaire (selon la composition prescrite) et on met le convertisseur en position de travail. On fait descendre la lance et on l'arrête à une hauteur correspondant à 50-100 calibres réduits au-dessus du fond du convertisseur, puis on admet l'oxygène en l'injectant à raison de 8 à
3 15 Nm3/min. par t de ferrailles. Par calibre réduit de la lance on entend le diamètre d'un cercle dont la surface est égale à la somme des surfaces de toutes les tuyères de la lance au niveau de leur diamètre critique. Simultanément avec l'oxygène, on introduit dans le convertisseur un combustible carboné solide dans une proportion de 8 à 45 kg par t de ferrailles, calculée en carbone, et à une vitesse de 0,1 à 2 t/min.
3 15 Nm3/min. par t de ferrailles. Par calibre réduit de la lance on entend le diamètre d'un cercle dont la surface est égale à la somme des surfaces de toutes les tuyères de la lance au niveau de leur diamètre critique. Simultanément avec l'oxygène, on introduit dans le convertisseur un combustible carboné solide dans une proportion de 8 à 45 kg par t de ferrailles, calculée en carbone, et à une vitesse de 0,1 à 2 t/min.
Le combustible carboné solide est admis à travers le chenal d'introduction des pulvérulents, sous la forme d'un flux intersectant le flux d'oxygène. L'angle entre les flux d'oxygène et de combustible carboné solide est de 10 à 300. Au moment ou le flux de combustible carboné solide rencontre le flux d'oxygène, sous l'effet de la haute température (Gb 8000C) régnant dans le convertisseur, le combustible s'enflamme instantanément en dégageant une grande quantité de chaleur résultant de la réaction d'oxydation du carbone jusqu'a formation te gaz carbonique, ainsi que de la combustion des constituants volatils, par exemple des hydrocarbures, se trouvant dans le combustible. Ceci engendre une flamme, qui réchauffe les ferrailles. Un tel mode d'introduction du combustible carboné solide et de l'oxygène assure leur brassage efficace et la répartition uniforme des imbrûlés du combustible sur toute la surface des ferrailles, où la combustion s'achève en réchauffant les ferrailles. La durée de préchauffage des ferrailles est de 3 à 8 min.
La position de la lance dans les limites indiquées est déterminée par la nécessité d'assurer la plus grande surface possible pour réchauffer les ferrailles.
Le maintien de la lance à une hauteur inférieure à 50 calibres réduits au-dessus du fond du convertisseur provoquerait l'arrivée du flux de combustible carboné sur le fût de la lance, ce qui est inadmissible, car le flux de combustible n'intersecterait plusle flux d'oxygène.
Le maintien de la lance à une hauteur supérieure à 100 calibres réduits aurait pour résultat de faire arriver la flamme sur le garnissage du convertisseur et, de la sorte , abaisserait sa tenue.
Le débit d'oxygène dans les limites indiquées est déterminé par le fait qu'un débit inférieur à 8 Nm3/min par t de ferrailles diminuerait l'intensité du transfert de chaleur aux ferrailles, altérerait les conditions de postcombustion des imbrûlés du combustible et, en définitive, altérerait le préchauffage des ferrailles. Un
3 débit d'oxygène supérieur à 15 Nm3/min par t de ferrailles entraînerait la formation, au sein des ferrailles, de portions liquides locales saturées d'oxydes de fer, lesquelles pourraient ensuite, lors de la coulée de la fonte liquide, provoquer des éjections de métal hors du convertisseur.
3 débit d'oxygène supérieur à 15 Nm3/min par t de ferrailles entraînerait la formation, au sein des ferrailles, de portions liquides locales saturées d'oxydes de fer, lesquelles pourraient ensuite, lors de la coulée de la fonte liquide, provoquer des éjections de métal hors du convertisseur.
Le combustible carboné solide utilisé peut être un charbon de composition variée, du coke, des déchets de fabrication du coke et d'autres produits analogues.
La présence d'impuretés dans le combustible carboné n'influence pas l'affinage et ne nuit pas à la qualité de l'acier. La grosseur des morceaux de combustible employés se situe dans les limites de 1 à 3 cm. En cas d'utilisation de plus gros morceaux, il reste une grande quantité d'imbrûlés du combustible carboné dans le convertisseur après le réchauffage des ferrailles.
Après achèvement du préchauffage des ferrailles, on charge dans le convertisseur de la chaux et de la fonte liquide.
Après coulée de la fonte et mise du convertisseur en position de travail, on fait descendre la lance et on la place à une hauteur de 1,5 à 2,5 fois plus grande que sa hauteur de travail, adoptée pour l'affinage. Par hauteur de travail, il convient d'entendre la distance du nez de la lance au niveau conventionnel du métal liquide à l'état calme dans le convertisseur.
La position indiquée de la lance au début de l'affinage est nécessaire pour prévenir les éjections de métal et de scorie hors du convertisseur, dues à la présence d'une quantité élevée d'oxydes de fer se formant lors du préchauffage des ferrailles. Une telle position de la lance réduit la durée de sa mise à la hauteur de travail.
Si la lance est mise à une hauteur inférieure à 1,5 fois sa hauteur de travail, son nez peut être endommagé par les morceaux de ferrailles non fondus.
Si la lance est mise à une hauteur supérieure à 2,5 fois sa hauteur de travail, il se forme dans la scorie une quantité notable d'oxydes de fer et, lors de la descente de la lance à la hauteur de travail, le développement de la réaction d'oxydation du carbone provoque des éjections de métal et de scorie hors du convertisseur.
La descente de la lance de sa position initiale à sa position de travail s'effectue progressivement, après consommation d'une quantité d'oxygène se situant entre 5 et 10% de la quantité totale, nécessaire à l'affinage du métal. La descente de la lance est arrêtée à sa position de travail quand la quantité d'oxygène consommée se situe entre 20 et 25% de la quantité totale, nécessaire à l'affinage. Ensuite l'affinage est conduit au régime courant, adopté pour élaborer un acier de nuance voulue.
Si la descente de la lance à partir de sa position initiale est commencée quand la quantité d'oxygène consommée est inférieure à 5% de sa consommation totale pour l'affinage, le risque d'endommagement du nez de la lance contre les morceaux de ferrailles n'ayant pas encore fondu augmente.
Si la descente de la lance à partir de sa position initiale est commencée quand la quantité d'oxygène consommée est supérieure à 10% de sa consommation totale, une grande quantité d'oxydes de fer passe à la scorie, ce qui est indésirable.
Le même effet se produit pendant la descente progressive et la mise de la lance à sa hauteur de travail. Si la descente est trop rapide, c'est-à-dire si elle est mise à sa position de travial quand la consommation d'oxygène est inférieure à 20% de la quantité totale, la lance peut heurter des morceaux de ferrailles. Si la lance est descendue plus lentement et arrive à sa position de travail quand la consommation d'oxygène a dépassé 25% de la quantité totale, la durée de l'affinage augmente, ce qui est indésirable.
Le procédé d'élaboration d'acier conforme à l'invention présente une série d'avantages:
- il simplifie le réchauffage des ferrailles et
permet de le réaliser pratiquement sans frais
dans des convertisseurs à lance à oxygène ou
dans des convertisseurs à soufflage mixte,
comportant une injection d'oxygène par le haut;
- il permet d'utiliser l'équipement installé et ne
requiert aucune modification de leur construction;
- il rend possible l'emploi, en tant que matière
de chauffe, de produits carbonés solides d'approvi
sionnement facile et bon marché, par exemple des
charbons maigres, et ne nécessite pas leur pré
paration soignée.
- il simplifie le réchauffage des ferrailles et
permet de le réaliser pratiquement sans frais
dans des convertisseurs à lance à oxygène ou
dans des convertisseurs à soufflage mixte,
comportant une injection d'oxygène par le haut;
- il permet d'utiliser l'équipement installé et ne
requiert aucune modification de leur construction;
- il rend possible l'emploi, en tant que matière
de chauffe, de produits carbonés solides d'approvi
sionnement facile et bon marché, par exemple des
charbons maigres, et ne nécessite pas leur pré
paration soignée.
Pour une meilleure compréhension de l'invention, plusieurs exemples de réalisation concrets mais non limités sont donnés ci-après.
Exemple 1
Après coulée de l'acier et de la scorie de l'élaboration précédente, on introduit dans un convertisseur d'une capacité de 350 t, la température du garnissage étant d'environ 10000C, 130 t de ferrailles, puis on met le convertisseur en position-de travail.
Après coulée de l'acier et de la scorie de l'élaboration précédente, on introduit dans un convertisseur d'une capacité de 350 t, la température du garnissage étant d'environ 10000C, 130 t de ferrailles, puis on met le convertisseur en position-de travail.
On fait descendre la lance et on l'arrête à une hauteur de 8 n au-dessus du niveau du fond (85 calibres réduits) du convertisseur. On injecte de l'oxygène à travers la lance, à un débit de 1300 Nm3/min (10 Nm3/min par t de ferrailles). Simultanément avec l'injection d'oxygène, on admet dans le convertisseur, par le chenal d'introduction des pulvérulents, un charbon pauvre de composition suivante : 54,8% de matières combustibles; 37,6% de cendres; 7,6% d'eau, la quantité de charbon étant de 3000 kg. Le flux de combustible intersecte le flux d'oxygène. Après consommation de 6500 Nm3 d'oxygène
3 (50 Nm3/t de ferrailles), on cesse le préchauffage.
3 (50 Nm3/t de ferrailles), on cesse le préchauffage.
On charge sur les ferrailles préchauffées 15 t de chaux. On fait remonter la lance, on incline le convertisseur et on y verse 270 t de fonte liquide contenant: C 4,2 %; Si 0,7% ; Mn 0,25% ; S 0,030 %; P 0,06 %, à la température de 14000 C. On remet le convertisseur en position de travail et on fait descendre la lance jusqu'à une hauteur de 4 m (2,2 fois plus grande que sa hauteur de travail au-dessus du niveau conventionnel du métal liquide à l'état calme) et on admet l'oxygène.
Après consommation de 1300 Nm3 d'oxygène (8% de la quantité totale nécessaire à l'affinage), on commence la descente progressive de la lance, et quand la quantité d'oxygène consommée atteint 3600 Nm3 (22% de la quantité totale) on l'arrête à la hauteur de travail, à 1,8 m au-dessus du niveau conventionnel du métal liquide à l'état calme. Ensuite la hauteur de la lance reste pratiquement inchangée jusqu'à la fin de l'affinage, qui est réalisé dans le convertisseur par la méthode connue
(courante). La durée de l'affinage est de 12,5 min. A la fin de l'affinage, la température de l'acier obtenu est de 16400 C et son taux de carbone s'élève à 0,08 %.
(courante). La durée de l'affinage est de 12,5 min. A la fin de l'affinage, la température de l'acier obtenu est de 16400 C et son taux de carbone s'élève à 0,08 %.
Les données indiquées pour la température de 1 acier et son taux de carbone témoignent du fait que le régime thermique d'élaboration était normal.
Exemple 2
Le processus est réalisé de la même manière que dans l'exemple 1, sauf que l'on change les quantités de ferrailles et de fonte liquide introduites dans le four, ainsi que les paramètres du processus de préchauffage des ferrailles et d'affinage du métal.
Le processus est réalisé de la même manière que dans l'exemple 1, sauf que l'on change les quantités de ferrailles et de fonte liquide introduites dans le four, ainsi que les paramètres du processus de préchauffage des ferrailles et d'affinage du métal.
Les quantités de ferrailles et de fonte introduites dans le convertisseur sont respectivement de 100 et 230 t.
Pour le préchauffage des ferrailles, la lance est mise à une hauteur de 4,5 n (50 calibres réduits). Le débit d'oxygène pour le préchauffage est de 1500 Nm3/min (15 Nm3/ min par t de ferrailles). La quantité totale de charbon introduite dans le convertisseur est de 1920 kg. Le préchauffage des ferrailles est interrompu après consommation de 4500 Nm3 d'oxygène. On charge sur les ferrailles préchaulfées 10 t de chaux et on verse la fonte.
L'affinage du métal commence quand la lance est mise à une hauteur de 2,5 m au-dessus du niveau conventionnel du métal liquide à l'état calme, hauteur qui est de 1,5 fois plus grande que la hauteur de travail, puis, après consommation de 865 Nm3 d'oxygène (5 % de la quantité totale nécessaire à l'affinage), la lance est progressivement descendue. Après consommation de 3460 Nm3 d'oxygène (20% de la quantité totale nécessaire à l'affinage), on arrête la lance àla hauteur de travail, qui est de 1,7 m au-dessus du niveau conventionnel du métal à l'état calme.
La température de l'acier élaboré à la fin de l'affinage s'élève à 16350C, son taux de carbone étant de 0,07 %. La durée de l'affinage est de 11,5 min.
Exemple 3
Le processus est réalisé de la même manière que dans l'exemple 1, sauf que l'on change les quantités de ferrailles et de fonte liquide introduites dans le four, ainsi que les paramètres du processus de préchauffage des ferrailles et d'affinage du métal.
Le processus est réalisé de la même manière que dans l'exemple 1, sauf que l'on change les quantités de ferrailles et de fonte liquide introduites dans le four, ainsi que les paramètres du processus de préchauffage des ferrailles et d'affinage du métal.
Les quantités de ferrailles et de fonte introduites dans le convertisseur sont respectivement de 140 et 260 t.
Pour le préchauffage des ferrailles, la lance est mise à une hauteur de 9,3 m (100 calibres réduits). Le débit d'oxygène pour le préchauffage est de 1120 Nm3/min (8 Nm3/min par t de ferrailles). La quantité totale de charbon introduite dans le convertisseur est de 4200 kg.
Le préchauffage des ferrailles est interrompu après consommation de 8960 Nm3 d'oxygène (64 Nm3 par t de ferrailles). On charge sur les ferrailles préchauffées 15 t de chaux et on verse la fonte.
L'affinage du métal commence quand la lance est mise à une hauteur de 4,5 n au-dessus du niveau conventionnel du métal liquide à l'état calme, hauteur qui est de 2,5 fois plus grande que la hauteur de travail. Après consommation de 1520 Nm3 d'oxygène (10% de la quantité totale nécessaire à l'affinage), la lance est progressivement descendue. Après consommation de 3800 Nm3 d'oxygène (25% de la quantité totale nécessaire à l'affinage), on arrête la lance à la hauteur de travail, qui est de 1,8 m au-dessus du niveau conventionnel du métal à l'état calme.
La durée de l'affinage est de 14 min. La température de l'acier élaboré à la fin de l'affinage s'élève à 16350C, son taux de carbone étant de 0,09 %.
Exemple 4
Le processus est réalisé de la même manière que dans l'exemple 1, sauf que pour le préchauffage des ferrailles le charbon pauvre est remplacé par du coke contenant 92% de carbone.
Le processus est réalisé de la même manière que dans l'exemple 1, sauf que pour le préchauffage des ferrailles le charbon pauvre est remplacé par du coke contenant 92% de carbone.
Les quantités de ferrailles et de fonte introduites dans le convertisseur sont respectivement de 130 et 270 t.
Pour le préchauffage des ferrailles, la lance est mise à une hauteur de 8 m (85 calibres réduits). Le débit d'oxygène pour le préchauffage est de 1300 Nm3tmin (10 Nm3/ /min par t de ferrailles). La quantité totale de charbon introduite dans le convertisseur est de 2000 kg. Le préchauffage des ferrailles est interrompu après consommation de 6500 Nm3 d'oxygène. On charge sur les ferrailles préchauffées 15 t de chaux, après quoi on verse la fonte.
L'affinage du métal commence quand la lance est mise à une hauteur de 4 m au-dessus du niveau conventionnel du métal liquide à l'état calme, hauteur qui est de 2,2 fois plus grande que la hauteur de travail, puis, après consommation de 1300 Nn3 d'oxygène (8% de la quantité totale nécessaire à l'affinage), la lance est progressivement descendue. Après consommation de 3600 Nm3 d'oxygène (22 % de la quantité totale nécessaire à l'affinage), on arrête la lance à la hauteur de travail, qui est de 1,8 m au-dessus du niveau conventionnel du métal liquide à l'état calme. La durée de l'affinage est de 11,5 min. La température de l'acier élaboré à la fin de l'affinage est de 16200C, son taux de carbone étant de 0,06.
Claims (2)
1. Procédé d'élaboration d'acier dans un convertisseur à lance à oxygène, comprenant:
- le chargement des ferrailles dans le convertisseur;
- le préchauffage des ferrailles par la chaleur obtenue par brûlage d'un combustible carboné dans un milieu d'oxygène injecté dans le convertisseur;
- la coulée de fonte;
- l'affinage du métal par son soufflage à l'oxygène, caractérisé en ce que
- les ferrailles sont préchauffées par la chaleur obtenue par brûlage d'un combustible carboné solide, introduit sous la forme d'un flux intersectant le flux d'oxygène injecté par la lance placée à une hauteur de 50 à 100 calibres réduits au-dessus du fond du convertisseur, à raison de 8 à 15 Nm3/min par t de ferrailles;
- on charge de la chaux sur les ferrailles réchauffées, puis on verse la fonte; ;
- on commence l'affinage du métal par soufflage d'oxygène en plaçant la lance à une hauteur dépassant de 1,5 à 2,5 fois sa hauteur de travail au-dessus du niveau du métal liquide à l'état calme, adoptée pour l'affinage, puis on met la lance en position de travail en la descendant progressivement, cette descente commençant quand la consommation d'oxygène atteint 5 à 10% de la quantité totale nécessaire à l'affinage du métal, et s'achevant quand la consommation d'oxygène atteint 20 à 25% de ladite quantité totale.
2. Acier caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé faisant l'objet de la revendication 1.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853526291 DE3526291A1 (de) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | Verfahren zum erschmelzen von stahl in einem koverter mit einer oberen sauerstoffblasform |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2585725A1 true FR2585725A1 (fr) | 1987-02-06 |
| FR2585725B1 FR2585725B1 (fr) | 1987-11-27 |
Family
ID=6276508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8511973A Expired FR2585725B1 (fr) | 1985-07-23 | 1985-08-05 | Procede d'elaboration d'acier dans un convertisseur a lance a oxygene et acier obtenu par ledit procede |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3526291A1 (fr) |
| FR (1) | FR2585725B1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1292701A (fr) * | 1961-06-21 | 1962-05-04 | Beteiligungs & Patentverw Gmbh | Procédé pour l'affinage de masses fondues de fonte, par soufflage d'oxygène |
| US3174847A (en) * | 1960-02-08 | 1965-03-23 | Kaiser Steel Corp | Method of melting and refining |
| DE1583240A1 (de) * | 1967-09-30 | 1970-08-06 | Demag Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Stahl im Konverter |
| US4434005A (en) * | 1982-09-24 | 1984-02-28 | Arbed S. A. (Luxembourg) | Method of and apparatus for refining a melt containing solid cooling material |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2800631A (en) * | 1955-11-16 | 1957-07-23 | Voest Ag | Method of carrying out melting processes |
| AT234126B (de) * | 1962-04-07 | 1964-06-10 | Voest Ag | Verfahren zur Erzeugung von Stahl |
-
1985
- 1985-07-23 DE DE19853526291 patent/DE3526291A1/de active Granted
- 1985-08-05 FR FR8511973A patent/FR2585725B1/fr not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3174847A (en) * | 1960-02-08 | 1965-03-23 | Kaiser Steel Corp | Method of melting and refining |
| FR1292701A (fr) * | 1961-06-21 | 1962-05-04 | Beteiligungs & Patentverw Gmbh | Procédé pour l'affinage de masses fondues de fonte, par soufflage d'oxygène |
| DE1583240A1 (de) * | 1967-09-30 | 1970-08-06 | Demag Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Stahl im Konverter |
| US4434005A (en) * | 1982-09-24 | 1984-02-28 | Arbed S. A. (Luxembourg) | Method of and apparatus for refining a melt containing solid cooling material |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JOURNAL OF METALS, vol. 14, no. 7, juillet 1962, pages 497-501, New York, US; R.F.RINESCH: "Controlled heat balance in the LD process" * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3526291C2 (fr) | 1989-06-22 |
| DE3526291A1 (de) | 1987-02-05 |
| FR2585725B1 (fr) | 1987-11-27 |
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