FR2607829A1 - Process for the treatment of steel in a ladle - Google Patents

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Abstract

Process for the treatment of steel in a ladle in which the liquid steel present in the ladle is stirred by an injection of argon and/or carbon dioxide so as to homogenise it. Before the treatment of the liquid steel bath in a ladle begins, carbon dioxide is injected at the surface of the steel, preferably in the form of snow, so as to reduce the nitrogen uptake of the steel during the subsequent treatment in the ladle.

Description

DESCRIPTION
La présente invention concerne un procédé de traitement d'acier en poche, dans lequel 1 'acier liquide présent dans la poche est brassé par une injection d'un gaz inerte tel que l'argon de manière à hcmogénéiser oelui-ci.
DESCRIPTION
The present invention relates to a method of treating steel in a ladle, in which the liquid steel present in the ladle is stirred by an injection of an inert gas such as argon so as to homogenize it.

On s'est rendu compte que lors du brassage en poche d'acier liquide avec de 1 'argon, ce brassage conduisait à une reprise d'azote relativement importante de l'acier. It has been realized that during mixing in a ladle of liquid steel with argon, this mixing leads to a relatively high nitrogen uptake from the steel.

On a par exemple constaté que pour un traitement en poche avec une lance injectant de l'argon dans le bain d'acier liquide on ajoutait environ 7 ppn d'azote, lorsque ce traitement s'effectue sans couvercle au-dessus de la poche et environ 50 ppm d'azote lorsque la poche est recouverte d'un couvercle. Bien entendu, les résultats sont identiques lorsque l'injection d'argon (ou de tout autre gaz inerte autre que l'azote pour éviter les problèmes de renitruration) peut être effectuée également de manière connue en soi, par soufflage par le fond de la poche, à travers un bouchon poreux. For example, it has been found that for a pocket treatment with a lance injecting argon into the liquid steel bath, about 7 ppn of nitrogen were added, when this treatment is carried out without a cover above the pocket and about 50 ppm nitrogen when the bag is covered with a lid. Of course, the results are identical when the injection of argon (or any other inert gas other than nitrogen to avoid the problems of re-nitriding) can also be carried out in a manner known per se, by blowing from the bottom of the pocket, through a porous plug.

Afin d ' éviter ces inconvénients, le procédé selon l'invention est caractérise en ce que, avant de commencer le traitement en poche du bain d'acier liquide, on injecte à la surface de celui-ci de l'anhydride carbonique, et/ou de l'argon de manière à réduire la reprise en azote de 1 'acier au cours du traitement ultérieur dans la poche. In order to avoid these drawbacks, the method according to the invention is characterized in that, before starting the pocket treatment of the bath of liquid steel, carbon dioxide is injected on the surface thereof, and / or argon so as to reduce the nitrogen uptake of the steel during the subsequent treatment in the ladle.

De préférence, ce procédé est egalement caractérise en ce que l'on maintient une injection d'anhydride carbonique et/ou d'argon à la surface du métal liquide, tout au long du traitement dans celle-ci, de manière à recouvrir la surface du métal liquide par de l'anhydride carbonique et/ou de l'argon pendant toute la durée dudit traitement. Preferably, this process is also characterized in that an injection of carbon dioxide and / or argon is maintained on the surface of the liquid metal, throughout the treatment therein, so as to cover the surface. liquid metal with carbon dioxide and / or argon throughout the duration of said treatment.

Bien entendu, l'anydride carbonique peut être injecte directement sous fondre gazeuse de manière telle que l'on chasse l'air présent au-dessus du bain de métal liquide ou de préférence sous forme de neige carbonique injectée sur la surface du bain de mental en fusion, neige carbonique qui va se sublimer progressivement pour chasser l'air présent dans la poche au-dessus du bain de métal en fusion. Of course, the carbonic anydride can be injected directly under gaseous melt in such a way as to expel the air present above the liquid metal bath or preferably in the form of carbon dioxide snow injected onto the surface of the mental bath. in fusion, carbon dioxide snow which will gradually sublimate to expel the air present in the pocket above the bath of molten metal.

L'argon peut être injecté sous forme de liquide et/ou de gaz. Argon can be injected as a liquid and / or gas.

I1 est possible, notamment lorsque la poche est revêtue d'un couvercle, de ne prévoir qu'une injection de neige carbonique avant le début du brassage, cette neige se sublimant peu à peu et chassant progressivement l'air se trouvant au-dessus du bain de métal en fusion. It is possible, in particular when the pocket is coated with a cover, to only provide an injection of carbon dioxide snow before the start of the brewing, this snow gradually sublimating and gradually expelling the air being above the molten metal bath.

L'anydride carbonique, ainsi qu'une partie du gaz soufflé dans le bain de métal liquide se maintient alors, au cours du brassage, au-dessus de la surface de mental liquide et protège celui-ci contre la renitruration.The carbon dioxide, as well as part of the gas blown into the liquid metal bath, then remains, during the brewing, above the surface of the liquid mind and protects it from re-nitriding.

Toutefois, on a constaté que cette opération de brassage, du fait des turbulences qu'elle créait dans le métal liquide et à la surface de oelui-ci, entraînait assez freqtenrent des entrées d'air. C'est pourquoi, selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, on injectera de la neige carbonique avant le commencement de l'étape de brassage, puis on continuera cette injection de neige carbonique au cours du brassage, de manière à maintenir une couche de neige carbonique à la surface du bain de mental en fusion. However, it has been found that this stirring operation, because of the turbulence it created in the liquid metal and on the surface thereof, resulted in fairly frequent air inlets. This is why, according to a preferred embodiment of the invention, carbon dioxide snow will be injected before the beginning of the brewing step, then this carbon dioxide snow injection will be continued during the brewing, so as to maintain a layer of dry ice on the surface of the molten mind bath.

Par ailleurs, il est connu, au cours de cette étape de brassage, d' ajouter un certain nombre d'additifs à l'acier en fusion, additifs généralement sous forme de poudres, constituée d'alliages, et/ou de métaux etc... Furthermore, it is known, during this brewing step, to add a certain number of additives to the molten steel, additives generally in the form of powders, consisting of alloys, and / or metals, etc. ..

Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, on injecte de l'anhydride carbonique et/ou de l'argon par l'orifice d'injection des additifs dans la poche, de manière à éviter les entrées d'air dans celle-ci. According to a preferred embodiment of the invention, carbon dioxide and / or argon are injected through the injection port of the additives in the bag, so as to prevent air from entering it. this.

Selon un zode particulièrement avantageux de réalisation de l'invention, on injectera l'anhydride carbonique sous forme de neige par l'orifice d'injection des additifs, avant le coerranoerrnt du brassage et de préférence tout au long de celui-ci, de manière à maintenir une couche de gaz et/ou de neige à la surface du bain de métal liquide. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, carbon dioxide will be injected in the form of snow through the injection port of the additives, before the coerranoerrnt of the stirring and preferably throughout the latter, so maintaining a layer of gas and / or snow on the surface of the liquid metal bath.

Enfin, selon une variante particulièrement simple de mise en oeuvre de l'invention, on réalisera également le brassage du inétal liquide par injection d'anydride carbonique sous forme de gaz soit à l'aide d'une lanice, généralement immergez dans le bain de métal liquide, soit par le fond de la poche à travers, par exemple, un bouchon poreux, ou tout autre moyen adapté bien connu de l'homme de métier. Finally, according to a particularly simple variant of implementation of the invention, the liquid inetal is also stirred by injection of carbonic anydride in the form of gas either using a lanice, generally immerse in the bath. liquid metal, either through the bottom of the pocket through, for example, a porous plug, or any other suitable means well known to those skilled in the art.

L'invention sera mieux comprisse à l'aide des exemples de réalisation ci-joints, donnés à titre non limitatif conjointement avec les figures qui représentent
- la figure 1, une vue en coupe schématique d'un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention,
- la figure 2, une variante de réalisation de la figure 1.
The invention will be better understood using the attached embodiments, given without limitation in conjunction with the figures which represent
FIG. 1, a schematic sectional view of an exemplary implementation of the method of the invention,
- Figure 2, an alternative embodiment of Figure 1.

Sur la figure 1, est représentée une première variante de réalisation de l'invention. Le métal liquide, par exemple de 1 'acier, est contenu dans une poche 1, dans laquelle il a été coulé, soit à partir d'un four électrique, soit à partir d'un convertisseur. Le métal liquide présent dans cette poche va être ultérieurement coulé dans un répartiteur ou une lingotière. Lorsque le métal se trouve dans la poche, on en profite généralement pour lui faire subir des transformations diverses par exemple, par adjonction de métaux et/ou alliages divers de manière à modifier ses propriétés. Ces traitements se font de prÉférence dans la poche car ceci permet à partir d'un même four ou convertisseur de réaliser des poches successives avec des aciers de différentes compositions et qualités. In Figure 1, a first alternative embodiment of the invention is shown. The liquid metal, for example steel, is contained in a ladle 1, into which it has been poured, either from an electric furnace or from a converter. The liquid metal present in this pocket will subsequently be poured into a distributor or an ingot mold. When the metal is in the pocket, it is generally used to subject it to various transformations, for example, by adding various metals and / or alloys so as to modify its properties. These treatments are preferably done in the pocket because this makes it possible, from the same oven or converter, to make successive pockets with steels of different compositions and qualities.

Le brassage du bain d'acier liquide 2 s'effectue généralement à l'aide d'une lance 3 à travers laquelle on souffle généralement de 1 'argon, cette lance traversant le couvercle 6 de la poche, lorsque celle-ci en est munie. The mixing of the liquid steel bath 2 is generally carried out using a lance 3 through which argon is generally blown, this lance passing through the cover 6 of the pocket, when the latter is provided with it .

Bien entenau, lorsque le diamètre de la lance 3 est inférieur au diantre de 1 'ouverture dans le couvercle, ce qui est généralement le cas, il est prévu, selon une variante de l'invention, d'injecter également de l'anhydride carbonique sous forme de neige et/ou de gaz, et/ou de l'argon gazeux ou liquide, autour de la lance 3. Cette injection peut se faire soit au dessus du couvercle 6, soit en dessous de celui-ci. Of course, when the diameter of the lance 3 is less than the diameter of the opening in the cover, which is generally the case, provision is made, according to a variant of the invention, to also inject carbon dioxide in the form of snow and / or gas, and / or gaseous or liquid argon, around the lance 3. This injection can be done either above the cover 6, or below it.

Cette injection peut être réalisée par exemple en créant des ouvertures latérales le long de la lance injectant de l'argon (et/ou l'anhydride carbonique gazeux). On évite ainsi une pénétration d'air dans la poche.This injection can be carried out for example by creating lateral openings along the lance injecting argon (and / or carbon dioxide gas). This prevents air from entering the pocket.

On peut également prévoir une injection coaxiale à l'aide d'un dispositif concentrique placé autour de la lance, de manière à créer une barrière d'anhydride carbonique gazeux autour de la lance injectant de l'argon ou vice-versa. I1 est également possible, à l'aide d'un canon à neige d'obturer le passage existant entre la lance et l'ouverture dans le couvercle, par injection de neige carbonique.One can also provide a coaxial injection using a concentric device placed around the lance, so as to create a carbon dioxide gas barrier around the lance injecting argon or vice versa. It is also possible, using a snow cannon to close the passage between the lance and the opening in the cover, by injection of dry ice.

Selon l'invention, il est prévu au moins une lance 4, 5, d'injection d'anydride carbonique, de préférence sous forme de neige, traversant le couvercle 6, lorque celui-ci existe, de sorte que 1 'anydride carbonique vient au contact de la surface du métal liquide 2. According to the invention, at least one lance 4, 5 is provided for injecting carbonic anydride, preferably in the form of snow, passing through the cover 6, when this exists, so that the carbonic anydride comes in contact with the surface of the liquid metal 2.

Cette injection de neige carbonique peut-être séquentielle ou continue, et commence généralement avant l'injection d'argon et se poursuit de préférence pendant toute la durée du brassage à l'aide d'argon. Bien entendu, le brassage peut également s'effectuer avec de l'anhydride carbonique sous forme gazeuse, pur ou en mélange avec de l'argon, généralement par des injections séparées.This carbon dioxide snow injection may be sequential or continuous, and generally begins before the injection of argon and preferably continues throughout the duration of the brewing using argon. Of course, the mixing can also be carried out with carbon dioxide in gaseous form, pure or in mixture with argon, generally by separate injections.

La figure 1 représente également une variante de réalisation de l'invention dans laquelle la lance 3 est munie d'une partie tronconique 19, se raccordant de manière étanche dans sa partie étroite, à la lanoe 3, au dessus du couvercle 6. La section circulaire la plus large de cette partie 19 est de diamètre supérieur à l'ouverture 24 dans le couvercle et les bords extérieurs de cette partie 19 s'appuient sur le couvercle 6 et entourent l'ouverture 24. Des trous 22, 23 sont prévus dans la lance 3 au niveau de la partie tronconique 19 de manière à injecter le gaz de la lance 3 également dans 1 'espaoe délimité par la partie tronconique 19, ce gaz pouvant ensuite pénétrer par l'ouverture 24 dans la poche ou former un "bouchon" évitant les entrées d'air. Les débits de gaz nécessaires sont réglés par le diametre des trous 22,23. Figure 1 also shows an alternative embodiment of the invention in which the lance 3 is provided with a frustoconical part 19, connecting in a tight manner in its narrow part, to the lanoe 3, above the cover 6. The section the widest circular of this part 19 has a diameter greater than the opening 24 in the cover and the outer edges of this part 19 bear on the cover 6 and surround the opening 24. Holes 22, 23 are provided in the lance 3 at the frusto-conical part 19 so as to inject the gas from the lance 3 also into the space delimited by the frusto-conical part 19, this gas can then penetrate through the opening 24 in the pocket or form a "plug "avoiding air inlets. The required gas flow rates are regulated by the diameter of the holes 22,23.

Il est également possible de prévoir des trous 20,21, en dessous du niveau du couvercle 6 pour injecter le gaz (argon ou CC2) traversant la lance de manière à éviter les entrées d'air par l'ouverture 24. It is also possible to provide holes 20, 21, below the level of the cover 6 for injecting the gas (argon or CC2) passing through the lance so as to avoid air entering through the opening 24.

Bien entendu, ces deux ensembles de trous généralement disposés le long d'une circonférence de la lanice, respectivement 20,21 et 22,23 peuvent être prévus separement ou en ccrnbinaison, ainsi que sans ou avec la partie tronconique 19 assurant à la fois un maintien mécanique de la lance et une fonction d'inertage gazeux de l'ouverture 24. Of course, these two sets of holes generally arranged along a circumference of the lanice, respectively 20.21 and 22.23 can be provided separately or in combination, as well as without or with the frustoconical part 19 ensuring both a mechanical retention of the lance and a gaseous inerting function of the opening 24.

La figure 2 représente une seconde variante de réalisation de l'invention dans laquelle l'injection d'argon (ou d 'anydride carbonique sous forme gazeuse) s'effectue à travers un bouchon poreux 8 placé dans le fond de la poche 1. Sur cette figure, les mêmes éléments que ceux de la figure précédente portent les mêmes références. On a également représenté sur cette figure une goulotte d'alimentation 7 en additifs divers tels que les alliages etc...;
Par cette goulotte d' alirentation 7, on déverse généralement par gravité, les additifs nécessaires à la formation d'aciers de différentes qualités.On a constaté que orifice d'introduction des additifs dans la poche créait fréquenrnent une entre d'air dans la poche.
FIG. 2 represents a second alternative embodiment of the invention in which the injection of argon (or any carbon dioxide in gaseous form) is carried out through a porous plug 8 placed in the bottom of the bag 1. On this figure, the same elements as those of the previous figure have the same references. Also shown in this figure is a feed chute 7 of various additives such as alloys etc ...;
By this suction chute 7, the additives necessary for the formation of steels of different qualities are generally poured out by gravity. It has been found that the orifice for introducing the additives into the pocket frequently creates an air inlet in the pocket. .

De plus, il est fréqent d'utiliser un jet d'air canprime pour éviter les sorties de gaz par cet orifice. In addition, it is common to use a jet of canprime air to prevent gas from escaping through this orifice.

Selon l'invention, on injecte également par cet orifice, de l'anhydride carbonique et/ou de l'argon sous forme respectivement de neige ou de gaz, de liquide ou de gaz. Cette injection peut-être faite sous pression, à une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique afin de maintenir un bouchon gazeux ou par simple déversement de neige carbonique dans la goulotte, neige qui tombe par gravité à la surface du bain de métal liquide. According to the invention, carbon dioxide and / or argon are also injected through this orifice in the form of snow or gas, liquid or gas respectively. This injection may be made under pressure, at a pressure substantially equal to atmospheric pressure in order to maintain a gas plug or by simple pouring of dry ice into the chute, snow falling by gravity on the surface of the liquid metal bath.

Selon une variante, on peut ne réaliser cette injection d'anhydride carbonique et/ou d'argon que par cet orifice, sans avoir recours aux lances d'injection 4,5, la goulotte 7 faisant office de lance.  According to a variant, this injection of carbon dioxide and / or argon can be carried out only through this orifice, without having recourse to injection lances 4,5, the chute 7 acting as a lance.

Claims (8)

REVESICATICNSREVESICATICNS 1. Procédé de traitement d'acier en poche, dans lequel 1 'acier liquide présent dans la poche est brassé par une injection d'un gaz inerte tel que 1 'argon, de manière à harogénéiser celui-ci caractérisé en ce que, avant de carmwcer le traitement en poche du bain d'acier liquide, on injecte à la surface de celui-ci de l'anhydride carbonique et/ou de l'argon, de manière à réduire la reprise en azote de l'acier au cours du traitement ultérieur dans la poche. 1. A method of treating steel in a ladle, in which the liquid steel present in the ladle is stirred by an injection of an inert gas such as argon, so as to harogenize the latter, characterized in that, before carmwcer the pocket treatment of the liquid steel bath, carbon dioxide and / or argon is injected on the surface thereof, so as to reduce the nitrogen uptake of the steel during the further processing in the pocket. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on maintient une injection d'anhydride carbonique et/ou d'argon à la surface du métal liquide, tout au long du traitement dans la poche, de manière à recouvrir la surface du métal liquide par de l'anhydride carbonique et/ou de l'argon pendant toute la durée du traitement. 2. Method according to claim 1, characterized in that one maintains an injection of carbon dioxide and / or argon on the surface of the liquid metal, throughout the treatment in the pocket, so as to cover the surface liquid metal with carbon dioxide and / or argon for the duration of the treatment. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'anhydride carbonique est injecte sous forme de neige. 3. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the carbon dioxide is injected in the form of snow. 4. Procédé selon 1 'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la poche est revêtue d'un couvercle avant le début du traitement. 4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pocket is coated with a cover before the start of treatment. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on ajoute divers métaux et/ou alliages sous forme de poudre au cours du traitement an poche. 5. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that various metals and / or alloys are added in the form of powder during the pocket treatment. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le gaz de brassage injecté dans le bain de métal liquide est de l'anhydride carbonique pur ou en mélange avec de l'argon. 6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the stirring gas injected into the liquid metal bath is pure carbon dioxide or mixed with argon. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la poche est munie d'un couvercle comportant une ouverture dans laquelle est placée la lance d'injection (3) d'argon et/ou de gaz carbonique, caractérisé en ce que ladite lance est munie d'ouvertures latérales permettant notant le passage d'argon et/ou d'anhydride carbonique au dessus de la surface de métal liquide. 7. Method according to one of claims 1 to 6, wherein the pocket is provided with a cover having an opening in which is placed the injection lance (3) of argon and / or carbon dioxide, characterized in that said lance is provided with lateral openings allowing noting the passage of argon and / or carbon dioxide above the liquid metal surface. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une partie tronconique (19) entoure ladite lance-, cette partie tronconique se raccordant à la lance au niveau de sa petite base, et s'appuyant au niveau de sa grande base, sur le couvercle (6), autour de l'ouverture (24), de manière à éviter les entrées d'air par l'ouverture (24).  8. Method according to claim 7, characterized in that a frusto-conical part (19) surrounds said lance, this frusto-conical part connecting to the lance at its small base, and resting at its large base, on the cover (6), around the opening (24), so as to prevent air from entering through the opening (24).
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