FR2711083A1 - Procédé de réglage de la composition d'un métal liquide tel que l'acier, et installation pour sa mise en Óoeuvre. - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de réglage de la composition d'un métal liquide (2), caractérisé en ce que, à partir d'un récipient de départ (4), ledit métal liquide (2) est aspiré à l'intérieur d'un réacteur (5) que l'on met sous pression réduite par rapport audit premier récipient (4), on fait s'écouler ledit métal (2) à l'intérieur dudit réacteur (5) selon un régime proche d'un écoulement piston et on lui fait subir un traitement métallurgique, et en ce que, après son cheminement dans ledit réacteur (5), on rejette ledit métal (2) dans un récipient d'arrivée (11) par rapport auquel on met ledit réacteur (5) également sous pression réduite. De préférence, on alimente ledit récipient de départ en métal (2) de manière continue, et on fait s'écouler ledit métal (2) dudit récipient d'arrivée (11) également de manière continue. Dans un exemple de mise en œuvre du procédé, le métal liquide (2) est de l'acier, le traitement métallurgique comporte une décarburation, une dénitruration ou une désoxydation par le carbone sous vide, et le récipient d'arrivée (11) est un répartiteur de coulée continue. L'invention a également pour objet une installation de réglage de la composition d'un métal liquide, mettant en œuvre le procédé selon l'invention.

Description

PROCEDE DE REGLAGE DE LA COMPOSITION D'UN METAL LIQUIDE TEL

QUE L'ACIER, ET INSTALLATION POUR SA MISE EN OEUVRE

L'invention concerne l'élaboration de l'acier liquide.

Elle s'applique particulièrement à l'élaboration d'aciers de haute pureté, à teneurs extrêmement faibles en carbone, voire

également en azote et en oxygène.

L'utilisation lors de l'élaboration de l'acier liquide de réacteurs sous vide du type appelé "RH" est aujourd'hui courante. On rappelle que ces réacteurs se composent: - d'une cuve de grande hauteur et de forme grossièrement cylindrique, revêtue intérieurement de réfractaires, et dont la partie supérieure est connectée à une installation d'aspiration des gaz capable de maintenir15 dans cette cuve une pression réduite qui peut descendre jusqu'à moins de 1 torr lorsque le réacteur est en fonctionnement; - de deux tubes ou plongeurs, de section cylindrique ou ovale, revêtus intérieurement et extérieurement de réfractaires, dont l'une des extrémités débouche dans le fond de la cuve; l'un de ces plongeurs est muni d'un dispositif

permettant d'y insuffler un gaz, habituellement de l'argon.

Ces installations sont utilisées comme suit. La poche contenant le métal liquide à traiter est amenée sous le RH,

et les extrémités inférieures des plongeurs y sont immergées.

Après quoi, la cuve est mise sous vide, ce qui provoque l'aspiration d'une certaine quantité de métal en son intérieur. Enfin, l'insufflation de gaz dans le plongeur équipé à cet effet débute. La fonction de cette insufflation est d'entraîner en direction de la cuve le métal qui se trouve dans ce plongeur, appelé pour cette raison "plongeur ascendant". Le métal transitant par la cuve redescend ensuite dans la poche en empruntant l'autre plongeur, dit "plongeur descendant". On obtient ainsi une circulation continue de métal entre la poche et la cuve. Pendant toute la durée du traitement (soit généralement une dizaine à une trentaine de minutes), une même gouttelette de métal effectue donc plusieurs séjours à l'intérieur de la cuve. Leur durée 2 moyenne est fonction du débit de circulation du métal dans les plongeurs et du rapport entre les capacités respectives de la poche et de la cuve. Le passage du métal liquide dans la cuve maintenue sous vide permet principalement de diminuer5 ses teneurs en hydrogène et, dans une moindre mesure, en azote dissous. Les autres opérations métallurgiques susceptibles de se produire dans la cuve sont: une décarburation partielle, par combinaison du carbone avec de l'oxygène déjà dissous dans le métal ou y étant insufflé à cet effet par une lance ou des tuyères insérées dans la paroi de la cuve; - une addition d'éléments d'alliages qui est ainsi effectuée à l'abri de l'air et du laitier de poche, donc avec un rendement optimal; - un réchauffage du métal par aluminothermie: on lui ajoute de l'aluminium, puis on y insuffle de l'oxygène, et l'oxydation de l'aluminium qui en résulte provoque ce réchauffage. Parallèlement, la circulation du métal entre la poche et la cuve provoque une agitation douce du métal en poche,

favorable à une bonne décantation des inclusions non-

métalliques. Les dernières années ont vu s'accroître la demande des industries consommatrices d'acier en produits sidérurgiques à teneur extrêmement basse en carbone (moins de 50 ppm), en particulier pour les tôles laminées à froid à hautes ductilité et résistance à la traction, pour les aciers pour emboutissage profond, pour les aciers inoxydables ferritiques au chrome-molybdène, etc. Le RH est vite apparu comme le réacteur de métallurgie en poche le mieux adapté à

l'obtention de tels aciers dans des conditions industrielles.

En effet, la cinétique de décarburation y est favorablement influencée par l'insufflation massive de gaz qui est effectuée dans le plongeur ascendant, voire également à l'intérieur de la cuve. Ainsi, pour une poche contenant 300 t d'acier liquide, une cuve de RH en contenant 15 t, et un débit de circulation de 240 t/min, un temps de traitement de minutes peut suffire à abaisser la teneur en carbone dans

l'acier de 300 ppm à 20 ppm.

L'accroissement de la demande en aciers d'une pureté de plus en plus poussée rendra probablement, dans un très proche avenir, nécessaire de pouvoir obtenir couramment des teneurs en carbone encore plus basses (5 à 10 ppm) avec une productivité au moins équivalente à celle des installations actuelles (environ 10 t/min dans les grandes usines intégrées). Or, dans les RH classiques, on constate un net ralentissement de la cinétique de décarburation lorsque la teneur en carbone moyenne de l'acier liquide devient inférieure à 30 ppm. Une accélération sensible de cette cinétique permettrait d'obtenir les performances métallurgiques souhaitées dans un temps toujours compatible

avec une marche optimale des autres ateliers de l'aciérie.

Mais elle ne serait concevable qu'en augmentant considérablement la vitesse de circulation du métal et la quantité de gaz insufflée. Il en résulterait une usure exagérément accélérée des réfractaires, donc des arrêts plus fréquents et un fonctionnement moins fiable de l'installation. En définitive, l'obtention en marche industrielle de teneurs en carbone sensiblement inférieures à ppm dans des conditions techniques et économiques satisfaisantes ne parait pas à la portée d'un RH de

conception traditionnelle.

L'obtention d'une teneur en carbone aussi basse que possible dans l'acier liquide est d'autant plus importante que, dans la suite des opérations d'élaboration et de coulée, l'acier aura de multiples occasions de se recarburer, par exemple, au contact des réfractaires et des poudres de

couverture du répartiteur et de la lingotière.

Le but de l'invention est de proposer un nouveau type de réacteur métallurgique, qui donne accès aux teneurs en carbone dans l'acier liquide de l'ordre de 10 ppm et moins dans des conditions de productivité satisfaisantes. Ce réacteur devrait aussi pouvoir être utilisé pour produire des aciers moins profondément décarburés mais à très faible

teneur en inclusions oxydées.

L'invention a pour objet un procédé de réglage de la composition d'un métal liquide, caractérisé en ce que, à partir d'un récipient de départ, on aspire ledit métal liquide à l'intérieur d'un réacteur que l'on met sous5 pression réduite par rapport audit premier récipient, on fait s'écouler ledit métal à l'intérieur dudit réacteur selon un régime proche d'un écoulement piston et on lui fait subir un traitement métallurgique, et en ce que, après son cheminement dans ledit réacteur, on rejette ledit métal dans un récipient10 d'arrivée par rapport auquel on met ledit réacteur également

sous pression réduite.

De préférence, on alimente ledit récipient de départ en métal de manière continue, et on fait s'écouler ledit métal dudit récipient d'arrivée également de manière continue.15 Dans un exemple de mise en oeuvre du procédé, le métal liquide est de l'acier, le traitement métallurgique comporte une décarburation, une dénitruration ou une désoxydation par le carbone sous vide, et le récipient d'arrivée est un

répartiteur de coulée continue.

L'invention a également pour objet une installation de réglage de la composition d'un métal liquide, tel que de l'acier, caractérisée en ce qu'elle comporte un récipient de départ contenant ledit métal liquide, un réacteur, et un récipient d'arrivée, ledit réacteur comportant une cuve pourvue de moyens permettant le maintien de son intérieur à une pression réduite par rapport à celles régnant dans ledit récipient de départ et ledit récipient d'arrivée, d'un premier plongeur dit plongeur ascendant dont une extrémité trempe dans le métal liquide contenu dans ledit récipient de départ et dont l'autre extrémité est connectée au fond de ladite cuve, d'un deuxième plongeur dit plongeur descendant dont une extrémité trempe dans le métal liquide contenu dans ledit récipient d'arrivée et dont l'autre extrémité est connectée au fond de ladite cuve, et des moyens pour assurer une circulation continue dudit métal liquide entre ledit récipient de départ et ledit récipient d'arrivée à travers lesdits plongeurs et ladite cuve du réacteur, et en ce que ladite cuve est conformée de manière à imposer audit métal liquide un écoulement proche d'un écoulement de type piston

sur son parcours entre lesdits plongeurs.

Cette installation peut, selon l'invention, être insérée dans une installation de réglage de la composition de l'acier liquide comportant: un engin d'élaboration primaire de l'acier liquide; - des moyens pour déverser de manière continue ledit acier liquide issu de l'engin d'élaboration primaire dans un premier récipient pourvu de moyens d'introduction de10 désoxydants dans le métal liquide et de moyens de brassage; - un réacteur de décarburation grossière du métal liquide comportant une cuve pourvue de moyens pour sa mise sous pression réduite, d'un premier plongeur trempant dans le métal liquide contenu dans ledit premier récipient et d'un deuxième plongeur trempant dans un récipient intermédiaire, ladite cuve comportant également des moyens d'insufflation d'oxygène dans ledit métal liquide; - des moyens pour assurer une circulation continue dudit métal liquide entre ledit premier récipient et ledit récipient intermédiaire; - au moins une installation de réglage de la composition de l'acier liquide du type que l'on vient de décrire pour laquelle ledit récipient intermédiaire constitue

ledit récipient de départ.

Comme on l'aura compris, le nouveau réacteur proposé présente des points communs avec le RH, à savoir la présence d'une cuve mise sous vide et de deux plongeurs, par lesquels le métal pénètre dans la cuve et en repart. Mais le principe de circulation continue du métal liquide entre la poche et le réacteur est abandonné: le métal sortant du réacteur se déverse ici dans un autre récipient que son récipient de départ et ne reviendra plus dans ce même réacteur. De plus, alors que le RH se comportait comme un réacteur parfaitement brassé, l'acier liquide, dans le réacteur selon l'invention, doit avoir un écoulement proche d'un écoulement piston. Au besoin comme on le verra, ce pseudo-écoulement piston est obtenu grace à une fragmentation du réacteur en une 6 multiplicité de cellules parfaitement brassées entre lesquelles les échanges de matière sont réduits au minimum. Enfin, ce réacteur peut avantageusement être inséré dans une chaîne d'élaboration en continu ou semi-continu de l'acier liquide.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la Description qui suit, donnée en référence aux figures

annexées suivantes: - la figure 1 qui schématise, vu en coupe longitudinale, un exemple de réacteur métallurgique selon l'invention; la figure 2 qui schématise l'ensemble d'un exemple de chalne d'élaboration et de coulée d'un acier à ultra-basse teneur en carbone, dans laquelle est inséré un réacteur selon

l'invention.

Il est apparu aux inventeurs que l'une des raisons pour lesquelles une décarburation très poussée n'était pas accessible suffisamment rapidement dans un RH est qu'en fait, une portion élémentaire de métal liquide donnée n'y est

exposée au vide que durant un temps moyen relativement bref.

Si on reprend l'exemple, donné plus haut, d'un RH d'une capacité de 15 t de métal liquide couplé à une poche de 300 t avec une circulation de 240 t/min, le temps de séjour moyen d'une portion du métal dans la cuve du RH n'est que de 30 secondes pour 10 minutes de traitement. Sur ces 30 secondes la plus grande partie est consommée par les premiers stades de la décarburation, qui permettent de passer relativement facilement d'une teneur de 200-400 ppm à 30 ppm. Il n'y a ensuite plus suffisamment de temps disponible pour parachever la décarburation, jusqu'à des niveaux de 10 ppm et moins, d'une manière compatible avec la productivité des autres ateliers de l'aciérie (convertisseur ou four électrique, et

coulée continue).

D'autre part, le principe de la recirculation continue du métal entre la poche et la cuve fait que la cuve est constamment alimentée en métal moins décarburé que ne l'est le métal en cours de décarburation qui s'y trouve déjà. Comme la cuve se comporte comme un réacteur parfaitement brassé, on 7 peut définir à tout instant une teneur moyenne en carbone Cv du métal dans la cuve, de même qu'une teneur moyenne en carbone CL du métal dans la poche. Comme en permanence CL est supérieure à Cv, on comprend que la décroissance de CV est5 ralentie par l'apport de métal moins décarburé, de teneur en carbone CL. Cela est bien traduit par les modèles mathématiques de la décarburation qui font intervenir le CV rapport CL dans l'expression du coefficient cinétique de la réaction. Pour obtenir une décarburation rapide, le rapport CV10 CL doit être aussi proche que possible de 1. Il est de l'ordre de 0,6 en moyenne dans les RH classiques, et varie en fonction du stade d'avancement de la décarburation et du

débit de recirculation du métal.

CV Cette condition CL - 1 est idéalement réalisée si on met simultanément sous vide l'ensemble du métal à traiter; cela correspond au cas d'une installation de vide en poche classique. Mais si on utilise ce type d'installation, on se prive d'un des avantages fondamentaux du RH, à savoir la possibilité d'accélérer la cinétique de décarburation en faisant passer dans le métal des quantités considérables de gaz rapportées à la masse de métal en jeu. Faire passer ces quantités de gaz dans une simple poche mise sous vide provoquerait des projections de métal excessives qui détérioreraient très rapidement l'installation. Un autre avantage du RH est d'exposer au vide une grande surface de métal par rapport au volume que renferme la cuve, et cet avantage n'existe plus si on utilise une poche sous vide. De

fait, industriellement, les poches simples ou les fours-

poches sous vide ne sont que rarement utilisés pour l'obtention de teneurs en carbone inférieures à 40 ppm, car

globalement la décarburation y est insuffisamment rapide.

Une autre façon de s'approcher de la condition idéale CV CL - 1 serait d'augmenter le débit de recirculation du métal entre la poche et la cuve, en jouant sur la géométrie des plongeurs et le débit de gaz insufflé dans le plongeur 8 ascendant. Mais l'usure des réfractaires s'en trouverait considérablement accélérée. La figure 1 représente schématiquement le principe d'un réacteur élémentaire selon l'invention, et un exemple de son insertion dans une installation pour la production d'acier en continu. Cette installation comprend un chenal 1 d'amenée de l'acier liquide 2 qui s'écoule en continu avec un débit maîtrisable à partir d'un récipient métallurgique non représenté, tel qu'une poche d'aciérie ou un engin d'élaboration primaire du métal analogue à un convertisseur ou un four électrique. Cet engin d'élaboration primaire travaille lui aussi en continu. Ce chenal 1 est connecté à un couvercle 3 qui coiffe un récipient intermédiaire 4 exposé à la pression atmosphérique, dans lequel s'écoule l'acier liquide 2. Optimalement, des injections d'un gaz neutre, tel que l'argon, ont lieu dans le chenal i et sous le couvercle 3 pour protéger le métal 2 de l'air ambiant. C'est cet acier liquide 2 que l'on souhaite débarrasser autant que possible des gaz dissous (hydrogène, azote) qu'il contient, et également de son carbone. A cet effet, on utilise le réacteur métallurgique 5 selon l'invention. Comme les réacteurs classiques du type RH, ce réacteur 5, revêtu intérieurement de réfractaire, comporte: - une cuve 6 destinée à renfermer à un instant donné une certaine quantité d'acier liquide 2 en circulation; comme les cuves des RH, cette cuve 6 doit être suffisamment haute pour que sa partie supérieure ne risque pas d'être trop endommagée par des projections de métal liquide; - une installation 7 d'aspiration des gaz destinée à établir une pression réduite dans la cuve 6; - un plongeur ascendant 8 traversant le couvercle 3 et trempant dans le récipient intermédiaire 4; il peut être équipé de moyens 9 d'injection d'un gaz tel que de l'argon, destinés à provoquer ou assisster la circulation du métal liquide 2 dans la cuve 6; - un plongeur descendant 10 par lequel le métal liquide

sort de la cuve 6.

A la différence des RH, ce plongeur descendant 10 ne débouche pas dans le même récipient que le plongeur ascendant 8, mais dans un récipient d'arrivée 11 qui, dans l'exemple représenté, est un répartiteur de coulée continue. Comme il se doit, ce répartiteur 11 est équipé d'au moins une busette de sortie 12 grâce à laquelle le métal liquide 2 s'écoule en continu, avec un débit maîtrisable par une quenouille ou un tiroir non représentés, dans au moins une lingotière 13 sans fond, aux parois énergiquement refroidies par une circulation10 interne d'eau. C'est dans cette lingotière 13 que s'amorce la solidification d'une croûte 14 d'acier qui donne naissance à un produit sidérurgique 15, brame, bloom ou billette selon le

format de la lingotière 13.

Les cuves des RH ont une forme sensiblement cylindrique, d'un diamètre intérieur de quelques mètres au plus. Cette configuration donne au RH les propriétés d'un réacteur parfaitement brassé. Au contraire, selon l'invention, la cuve 6 doit conférer au réacteur 5 des propriétés aussi proches que possible de celles d'un réacteur à écoulement piston, o l'acier qui a subi un dégazage et/ou une décarburation jusqu'à des niveaux donnés ne peut ensuite se trouver mélangé à un acier moins purifié. A cet effet, une solution consiste à donner à l'intérieur de la cuve 6 la forme d'un couloir, c'est-à-dire d'un chenal de section rectangulaire ou approximativement rectangulaire, long et étroit, aux extrémités duquel sont connectés les plongeurs 8, 10. Le rapport entre la distance séparant les plongeurs 8, 10 et la largeur du chenal est au moins égal à 6. On peut donner à la cuve 6, par exemple, une largeur de 1 m à 1,50 m et une

longueur séparant les plongeurs 8, 10 de 8 à 10 m.

L'efficacité de la décarburation et du dégazage est largement fonction du rapport entre la surface de métal liquide 2 offerte au vide et le volume de ce même métal liquide 2 présent dans la cuve 5. Ce rapport doit être le plus élevé possible, ce qui implique que, pour un volume de métal donné, la profondeur "e" du métal présent dans la cuve 5 ne doit pas être trop importante (0,40 à 0,80 m par exemple). Cette profondeur est gouvernée par la géométrie de l'ensemble de l'installation, (en particulier les dénivellations entre la cuve 6, et le récipient intermédiaire 4 et le répartiteur 11) et aussi par la différence de pression AP entre l'intérieur de la cuve 6 et l'atmosphère à laquelle sont exposées les surfaces 16 et 17 de l'acier liquide 2, respectivement dans le récipient intermédiaire 4 et dans le répartiteur 11. Si on appelle Ah la différence moyenne de niveau entre la surface de l'acier liquide 2 dans le cuve 6 du réacteur et lesdites surfaces 16, 17 exposées à l'atmosphère, on a la relation

Ah -

P.g o p est la masse volumique de l'acier liquide (environ 7000 kg/m3) et g l'accélération de la pesanteur (9,8 m/s2), soit: Ah (en m) P 1,46. 10-5 AP (en Pa) Si on appelle P la pression absolue dans la cuve 6, et si on suppose que le récipient intermédiaire 4 et le répartiteur 11 sont exposés à une pression de 1 atm (soit 101 325 Pa), on a donc: Ah % 1,46-10-5 (101325 - P) Ainsi, si P est de 50 torrs, Ah = 1,40 m

et si P est de 1 torr, Ah t 1,50 m.

La profondeur e du métal liquide 2 dans la cuve 5 est donc relativement peu dépendante, dans les domaines usuels de

pression, du niveau de vide obtenu dans la cuve 5.

Comme on l'a dit, la circulation du métal entre les récipients 4, 11 à travers le réacteur 5 est gouvernée en partie par l'injection de gaz dans le plongeur ascendant 8 si elle y est pratiquée. Mais dans tous les cas, l'existence de cette circulation et le débit de métal qu'elle met en jeu dépendent de la dénivellation entre la surface 16 du métal liquide 2 dans le récipient intermédiaire 4 et la surface 17 du métal liquide 2 dans le répartiteur 11. Cette dénivellation est liée notamment à la différence entre le débit d'alimentation du récipient intermédiaire 4 et le débit

de métal 2 sortant du répartiteur 11.

La forme en couloir pour la cuve 6 du réacteur 5 est la plus adaptée à l'établissement d'un écoulement de type piston pour le métal liquide 2. Cependant l'arrivée du métal en Il provenance du plongeur ascendant 8 et les dégagements gazeux

dus à l'argon éventuellement injecté dans ce plongeur 8 et la décarburation du métal (au moins dans la zone amont de la cuve 6 o cette décarburation est la plus intense) provoquent5 une forte agitation qui peut dégrader notablement et d'une manière non maîtrisable les conditions de cet écoulement.

C'est pourquoi il est conseillé de réaliser un écoulement se rapprochant d'un écoulement piston en divisant la cuve 6 du réacteur 5 en une suite de cellules parfaitement brassées et10 entre lesquelles les échanges de métal liquide 2 sont aussi limités que possible. A cet effet, on peut implanter dans le fond 18 de la cuve 6 des dispositifs 19-23 d'injection d'un fluide tel que de l'argon, par exemple des éléments perméables ou des tuyères, semblables à ceux utilisés sur les convertisseurs, fours électriques et poches d'aciérie. Ces dispositifs d'injection 19-23 assurent dans leurs zones d'implantation respectives un brassage intense du métal liquide 2. Si les dispositifs d'injection 19-23 sont assez éloignés les uns des autres, on peut considérer que ces zones d'influence sont suffisamment distinctes pour que les communications entre elles s'effectuent sans rétrodiffusion de métal liquide 2 de l'une à l'autre. On réaliserait ainsi à l'intérieur de chaque cellule l'obtention d'une concentration en carbone homogène et constante dans le temps (dans la mesure o les autres conditions opératoires seraient constantes), ce qui correspond aux conditions idéales pour la décarburation prévues par les modèles mathématiques. De plus ces injections d'argon accélèrent considérablement la

cinétique de décarburation.

Optimalement, on peut, comme représenté sur la figure 1, prévoir une séparation physique des différentes cellules en implantant des barrages 24-28 dans la cuve 6. Ces barrages 24-28 sont disposés transversalement à l'orientation générale de la cuve 6 et délimitent des cellules 29-34, chacune équipée d'un dispositif d'injection de fluide 19-23 (sauf éventuellement la première cellule 29, si on pratique une injection de fluide dans le plongeur ascendant 8; c'est alors cette injection qui provoque l'agitation du métal dans

12 cette première cellule 29). Le premier barrage 24, c'est-à-

dire celui qui sépare la première cellule 29 de la deuxième cellule 30, de préférence, part du fond 18 de la cuve 6 et a une hauteur telle que sa partie supérieure ménage un seuil 355 que le métal liquide 2 peut franchir lors de sa progression dans la cuve 6. Cette configuration contribue à une bonne maîtrise du débit du métal 2 en circulation. Des ouvertures 36-39 sont ménagées dans les autres barrages 25-28 pour permettre une communication minimale des cellules 30-34 entre elles assurant la progression du métal liquide 2 dans la cuve 6. Ces ouvertures 36-39 sont de préférence placées dans les parties inférieures des barrages 25-28 pour autoriser la vidange complète de la cuve 6. De cette façon, les zones d'influence respectives des dispositifs d'injection de fluide 19-23 sont bien délimitées, et on peut prévoir un grand nombre de tels dispositifs sans augmenter le risque

d'échanges excessifs de métal entre deux cellules voisines.

On se rapproche ainsi davantage des conditions d'un

écoulement piston idéal qu'en l'absence de tels barrages.

On peut aussi envisager que des moyens d'agitation du métal 2 par des champs électromagnétiques mobiles convenablement orientés se substituent ou, éventuellement, s'ajoutent aux dispositifs d'injection de gaz. Cela constitue ainsi une autre possibilité de maîtriser les écoulements du métal 2 qui pourrait même permettre de se passer des barrages 24-28 pour réaliser une délimitation satisfaisante des

cellules 29-34.

Par ailleurs, le réacteur 5 est pourvu de tous les équipements (non représentés) que l'on peut rencontrer habituellement sur les RH, à savoir: une ou des caméras de télévision permettant aux opérateurs d'observer la surface du métal liquide 2 dans la cuve, un ou des dispositifs de prélèvement d'échantillons de métal (on a avantage à en prévoir plusieurs échelonnés le long de la cuve 5 pour suivre l'évolution de la composition du métal lors du traitement sous vide), un ou plusieurs dispositifs d'introduction d'éléments d'alliage, un ou des dispositifs d'insufflation d'oxygène, une ou des résistances en graphite réalisant un 13 préchauffage des réfractaires de la cuve 6. Il est avantageux d'installer un dispositif d'insufflation d'oxygène (lance ou tuyère) au moins dans la première cellule 29. On peut ainsi, lorsque c'est nécessaire, augmenter la teneur initiale du5 métal liquide 2 en oxygène dissous et éliminer les éventuels éléments désoxydants (Al, Si) présents dans le métal qui empêcheraient la décarburation. Il peut aussi être avantageux

d'en installer dans la dernière cellule 34, si cette cellule est aussi équipée de moyens d'introduction d'aluminium dans10 le métal liquide 2: il est alors possible de réaliser un réchauffage final du métal par aluminothermie. Cela sous-

entend toutefois que l'on puisse se contenter de la teneur en carbone obtenue juste avant l'entrée du métal liquide 2 dans la dernière cellule 34. En effet, l'introduction d'aluminium15 implique la captation sous forme d'alumine de l'oxygène dissous, et donc l'arrêt définitif de la réaction de décarburation. Cela implique aussi que l'on se donne la possibilité, dans la suite de l'élaboration, d'enlever l'alumine ainsi formée au sein du métal 2.20 En variante, le fluide injecté dans le fond 18 de la cuve 6 par au moins certains des dispositifs 19-23 peut être non de l'argon, mais un gaz susceptible, dans un premier temps, de se dissoudre partiellement dans l'acier liquide, et dont le départ sous l'effet du vide tend à favoriser la décarburation. Ce gaz peut être de l'azote et, surtout, de l'hydrogène. Ce faisant, bien sûr, on accepte que la teneur du métal en ce gaz dans la plus grande partie de la cuve soit plus élevée qu'avec la pratique habituelle d'insufflation d'argon. Mais comme l'hydrogène est un gaz relativement facile à enlever de l'acier liquide, il est suffisant d'injecter à sa place de l'argon dans la ou les toutes dernières cellules pour retrouver les niveaux d'hydrogène dans le métal 2 habituellement rencontrés en sortie d'un réacteur sous vide. En ce qui concerne l'azote, son départ du métal liquide est plus lent et risque de ne pas être total: il vaut mieux ne pas l'utiliser comme gaz de brassage si des très basses teneurs en azote sont recherchées conjointement

aux très basses teneurs en carbone.

On peut également utiliser ce réacteur 5 non comme un réacteur de décarburation poussée, mais comme un réacteur de désoxydation sous vide. A cet effet, une fois que la teneur en carbone a atteint un niveau jugé suffisamment bas (par5 exemple 80 ppm), on ajoute du carbone au bain sousforme solide ou gazeuse (par exemple sous forme de CH4) en un ou plusieurs endroits de la cuve 6, pour qu'il se combine à l'oxygène dissous et diminue sa concentration. L'avantage d'un tel mode de désoxydation est qu'il permet d'économiser une grande partie de l'aluminium habituellement utilisé pour désoxyder le bain, et, par là même, d'éviter la formation massive d'inclusions d'alumine qu'il faudrait ensuite éliminer avant la coulée du métal. On peut ainsi couler un acier à haute propreté inclusionnaire, ce qui se traduit par une très faible teneur en oxygène sur le produit final. Cette méthode peut aussi être appliquée à l'élaboration d'aciers

inoxydables pour lesquels la désoxydation par le carbone peut être un préalable à l'addition massive de chrome.

Un autre avantage de l'installation selon l'invention est que le débit de métal qui la traverse est très modéré par rapport à celui qui circule dans un RH (10 t/min contre 240 t/min). Les réfractaires s'usent donc sensiblement moins

vite, en particulier au niveau des plongeurs.

Au lieu d'insérer ce réacteur 5 dans une chaine d'élaboration en continu du métal liquide 2, on peut également l'utiliser simplement de manière à transvaser ledit métal d'un récipient contenant au départ une certaine quantité d'acier liquide (et n'en recevant plus par la suite) dans un autre récipient, poche ou répartiteur, initialement vide. A cet effet, il faut cependant s'arranger pour que la surface du métal dans le récipient d'arrivée se trouve en permanence à une altitude inférieure à celle de la surface du métal dans le récipient de départ. Cela peut obliger à déplacer ces appareils les uns par rapport aux autres en cours d'opération d'une manière assez complexe, et imposer aux récipients de départ et d'arrivée d'être peu profonds, afin que leurs déplacements n'aient pas une trop grande amplitude. Si la teneur initiale en carbone de l'acier liquide n'est pas très élevée à l'entrée du réacteur 5 (par exemple de l'ordre de 80 ppm), un réacteur unique de dimensions raisonnables permet d'abaisser cette teneur à des niveaux de5 l'ordre de 5 ppm, comme on le verra dans l'exemple décrit plus loin. Si la teneur initiale en carbone est de quelques centaines de ppm, on peut adjoindre au réacteur 5 un réacteur supplémentaire situé en amont de lui dans la chaIne d'élaboration en continu, et qui aurait pour fonction10 d'amener la teneur en carbone au niveau requis à l'entrée du réacteur 5 (80 ppm dans notre exemple). Comme le passage, lors d'un traitement sous vide, d'une teneur en carbone de 200-800 ppm à une teneur de 80 ppm est très rapide pour peu que la décarburation soit assistée par une forte injection de gaz, un réacteur ne comportant qu'une seule cellule parfaitement brassée (et donc beaucoup plus court que le

réacteur 5) suffirait à cet usage. Un réacteur qui aurait la configuration d'un RH classique mais dont les plongeurs tremperaient chacun dans un récipient différent conviendrait20 tout à fait.

On va à présent décrire un exemple de chaîne

d'élaboration et de coulée en continu d'un acier à ultra-

basse teneur en carbone, voire en d'autres éléments tels que le soufre, l'azote et l'oxygène. Cet exemple est représenté

sur la figure 2.

Cette chaîne d'élaboration comporte tout d'abord un engin d'élaboration primaire 40. Sa fonction est de produire, de manière continue ou discontinue, un acier liquide dont la

composition doit être ajustée dans la suite des opérations.

Cet engin 40 peut, comme représenté sur la figure 2, être un convertisseur de type LD classique, c'est-à-dire dans lequel la fonte liquide qui y est introduite est transformée en acier liquide par décarburation. Cette décarburation est obtenue par insufflation d'oxygène au moyen d'une lance émergée 42. Mais bien entendu, tout autre engin d'élaboration primaire connu peut convenir, par exemple un convertisseur de type LWS à soufflage d'oxygène par le fond, un convertisseur à soufflage mixte, ou un four électrique produisant l'acier liquide à partir de ferrailles. Périodiquement, cet engin d'élaboration primaire 40 alimente en acier liquide 2 une poche d'aciérie 43 de grande taille qui joue un rôle de récipient-tampon. Le contenu de cette poche 43 se déverse de manière continue dans un premier récipient 44. Le débit d'alimentation de ce premier récipient 44 est contrôlé par une fermeture à tiroir (non représentée) d'un type connu en soi (ou son équivalent fonctionnel) implantée sur la poche 43. L'acier liquide 2 est introduit dans le premier récipient 44 par un tube de protection 45 en réfractaire conçu pour limiter l'absorption d'oxygène et d'azote atmosphériques par le jet de métal liquide. En régime permanent, le débit d'acier sortant de la poche 43 est, par exemple, d'environ 10 t/min, correspondant à la productivité moyenne de l'engin

d'élaboration 40.

Dans le premier récipient 44 peuvent avoir lieu diverses opérations de réglage de la composition de l'acier liquide 2, notamment l'addition d'éléments d'alliages, et surtout une désulfuration. Il est, en effet, conseillé de procéder à la désulfuration de l'acier 2, lorsqu'elle est nécessaire, avant le traitement sous vide. Une raison pour cela est que cette opération nécessite l'apport de matériaux tels que la chaux qui peuvent présenter une forte teneur en humidité. Ils sont donc susceptibles d'apporter de l'hydrogène à l'acier liquide 2. De plus la désulfuration nécessite un intense brassage de l'acier liquide 2 qui risque ainsi d'absorber de l'azote atmosphérique. Il faut donc que le dégazage de l'acier liquide 2 suive la désulfuration pour en compenser les effets négatifs sur la teneur en gaz dissous. De plus, le départ d'azote lors de ce dégazage est d'autant plus facile que la teneur en soufre de l'acier

liquide 2 est plus faible.

Avantageusement, le premier récipient 44 est divisé en deux compartiments 46, 47 par une cloison transversale 48 dont la partie inférieure est munie d'une ou plusieurs ouvertures 49 ménageant une communication entre les deux compartiments. Le premier compartiment 47 est celui o est introduit l'acier liquide 2 provenant de la poche 43, et o a lieu la désulfuration. A cet effet, des moyens classiques d'introduction de matières solides (non représentés) permettent de maintenir en permanence dans ce premier compartiment 47 des conditions métallurgiques favorables à la désulfuration du métal, à savoir: - une très faible teneur en oxygène dissous de l'acier liquide 2; elle est obtenue par une addition périodique ou continue d'aluminium qui se combine avec l'oxygène dissous pour former de l'alumine; - la présence à la surface de l'acier liquide 2 d'une couche d'un laitier 50 à forte teneur en chaux et d'une grande fluidité, de manière à faire réagir la chaux avec le soufre du métal qui est alors piégé dans le laitier sous forme de CaS; il faut maintenir en permanence une composition satisfaisante pour ce laitier, alors qu'il se sature progressivement en CaS au fur et à mesure de l'opération, et qu'il s'enrichit progressivement en alumine provenant de la désoxydation; il est donc nécessaire d'éliminer périodiquement une fraction de ce laitier, et d'ajouter simultanément de la chaux (et éventuellement d'autres constituants assurant une bonne fluidité au laitier)

pour compenser ce prélèvement.

Le premier compartiment 46 est également équipé de moyens de brassage de l'acier liquide 2, tels que des moyens 51 d'insufflation d'argon, permettant d'assurer l'intense brassage entre le métal 2 et le laitier 50 nécessaire à l'exécution de la désulfuration, et d'éliminer une grande partie des inclusions d'alumine formées lors de

l'introduction de l'aluminium.

La teneur en soufre de l'acier liquide 2 obtenue à la suite de ce traitement dépend également de la teneur en soufre des matières premières à partir desquelles il a été élaboré, de la quantité de laitier 50 surmontant l'acier liquide 2, et du temps de séjour moyen de l'acier liquide 2 dans ce premier compartiment 46. La capacité et la géométrie de ce premier compartiment 46 doivent donc être calculées pour garantir à l'acier liquide 2 un temps de séjour moyen suffisamment élevé pour que la teneur en soufre atteigne le

niveau désiré.

Dans le deuxième compartiment 47 du premier récipient 44 ne pénètre donc pratiquement que de l'acier liquide 2 désulfuré et débarrassé d'une grande partie des inclusions d'alumine formées dans le premier compartiment 46. C'est dans ce deuxième compartiment 47 que trempe l'extrémité inférieure du plongeur ascendant 52 d'un réacteur de décarburation grossière 53. Ce réacteur 53 a, dans l'exemple représenté,

une configuration assez similaire à celle d'un RH classique.

Il comporte une cuve cylindrique 54 pourvue de deux plongeurs, à savoir ledit plongeur ascendant 52 qui peut être équipé d'un dispositif 55 d'injection d'argon, et un plongeur descendant 56, dont l'extrémité inférieure trempe dans un

récipient intermédiaire 57 distinct du premier récipient 44.

La cuve 54 est équipée d'un dispositif 58 d'aspiration des gaz permettant de maintenir une pression réduite dans le réacteur 53, par exemple de l'ordre de 50 torrs ou moins, sous l'effet de laquelle du métal liquide 2 est aspiré à l'intérieur de la cuve 54. Le gaz insufflé éventuellement dans le plongeur ascendant 55 contribue à assurer la circulation du métal 2 entre le premier récipient 44 et le récipient intermédiaire 57, avec un débit qui, en régime permanent, est sensiblement égal au débit d'alimentation du premier récipient 44. On maintient ainsi des conditions de fonctionnement stables dans l'ensemble de l'installation si on s'arrange pour conserver une dénivellation constante entre les surfaces du métal dans le premier récipient 44 et le récipient intermédiaire 57. Si on n'insuffle pas d'argon dans le plongeur ascendant 52, il faut néanmoins en insuffler dans la cuve 54 elle-même pour accélérer la décarburation du métal 2. La cuve 54 du réacteur 53 est équipée d'une lance 59 (ou d'un dispositif équivalent) permettant d'insuffler de l'oxygène dans le métal liquide, de préférence dans une zone situé au droit du plongeur ascendant 52. L'oxygène ainsi introduit pour une part consomme l'aluminium présent dans le bain, et pour une autre part, se dissout dans l'acier 2 o il peut ainsi se combiner au carbone pour effectuer la 19 décarburation grossière requise. Celle-ci doit amener la

teneur en carbone du métal 2 de 200-800 ppm à, par exemple, environ 80 ppm. La décarburation étant très rapide dans cette gamme de teneurs, ce réacteur 53 parfaitement brassé est5 suffisant pour obtenir ce résultat.

A la sortie du réacteur 53, l'acier liquide 2 a donc une teneur en carbone déjà nettement amoindrie par rapport à sa teneur initiale, et contient suffisamment d'oxygène dissous pour que la décarburation puisse se poursuivre10 jusqu'à une ultra-basse teneur si on le traite dans un réacteur du type représenté sur la figure 1. Un tel traitement constitue l'étape suivante de la chaine d'élaboration. A cet effet, l'acier liquide 2 est prélevé à partir du récipient intermédiaire 57 par un réacteur de décarburation poussée 5, identique à celui précédemment décrit et représenté sur la figure 1. Pour cette raison, il n'est pas utile de le décrire ici plus en détail. Le récipient intermédiaire 57 remplit ici les fonctions du récipient20 intermédiaire 4 de la figure 1. Les autres éléments communs aux deux installations sont désignés sur la figure 2 par les mêmes signes de référence que sur la figure 1. On y a ajouté des moyens 60 pour l'addition en continu à l'acier liquide 2 d'éléments d'alliage tels que de l'aluminium, du silicium, du manganèse dans la ou les dernières cellules du réacteur de décarburation poussée 5. A ce stade, la décarburation est considérée comme achevée, et le métal peut être mis à nuance définitivement après la captation par l'aluminium de

l'oxygène dissous résiduel.

De même que dans l'installation précédemment décrite et représentée sur la figure 1, l'acier liquide 2 décarburé et mis à la nuance pénètre dans un répartiteur de coulée continue 11, dans lequel est immergé le plongeur descendant du réacteur de décarburation poussée 5. Puis il commence à se solidifier dans la ou les lingotières 13 pour former dans chacune d'elles une brame, un bloom ou une billette 15. Ce répartiteur 11 est, de préférence, équipé de tous les perfectionnements connus qui permettent de couler des produits de haute qualité métallurgique, notamment du point de vue de la propreté inclusionnaire: obstacles augmentant le temps de séjour du métal, dispositifs de brassage par insufflation de gaz ou par induction, couvercle capotant le5 répartiteur et sous lequel on insuffle du gaz neutre... Ces dispositifs sont particulièrement utiles ici dans la mesure o la dernière désoxydation du métal 2 est ici effectuée juste avant son entrée dans le répartiteur, et il faut donc éliminer rapidement les inclusions résultant de cette désoxydation. D'autre part, la présence dans le répartiteur 11 d'un dispositif de réchauffage du métal par induction ou torche à plasma, comme cela est désormais bien connu, est recommandée. En effet, les multiples transvasements subis par le métal liquide 2 au cours de son traitement sont coûteux en calories, surtout lorsque l'installation n'a pas encore atteint son plein équilibre thermique. La possibilité de réchauffer le métal 2 à divers stades de son traitement évite donc de le couler de l'engin d'élaboration 40 à une température trop élevée, ce qui abrégerait la durée d'utilisation de son revêtement réfractaire. Un tel réchauffage est également l'une des fonctions de la combustion de l'aluminium par injection d'oxygène dans le

réacteur de décarburation grossière 53.

Avantageusement, les récipients métallurgiques 43, 44, 57 sont munis de couvercles et de moyens d'insufflation d'un gaz neutre sous ces couvercles (non représentés) pour limiter

les contacts du métal liquide avec l'air ambiant.

A titre d'exemple, on peut imaginer le schéma d'élaboration suivant, destiné à produire un acier à teneur en carbone de l'ordre de 5 ppm: élaboration dans le convertisseur 40 de capacité 300 t, au rythme de une coulée toutes les 30 minutes (soit une productivité moyenne de 10 t/min), d'un acier de teneur en carbone de 400 à 800 ppm environ; coulée du métal 2 dans la poche 43; - transvasement en continu avec un débit de 10 t/min du métal liquide 2 dans le premier compartiment 46 du premier récipient 44 o il est désoxydé et désulfuré; - aspiration du métal liquide 2 désoxydé et désulfuré à partir du deuxième compartiment 47 du premier récipient 44 dans le réacteur de décarburation grossière 53, avec un débit de 10 t/min; dans ce réacteur 53, oxydation de la totalité5 de l'aluminium et d'une partie du carbone présents dans le métal 2; caractéristiques du réacteur 53: capacité de la cuve: 15 t de métal liquide, déterminant un temps de séjour moyen du métal 2 de 90 sec; pression: 50 torrs; débit d'argon dans le plongeur ascendant 52 ou la cuve 54: 60 à 6510 1/sec; ces conditions conduisent à l'obtention à la sortie du réacteur de décarburation grossière 53 d'un métal 2 contenant environ 80 ppm de carbone et 160 ppm d'oxygène dissous, qui passe dans le récipient intermédiaire 57; aspiration du métal liquide 2 à partir du récipient intermédiaire 57 dans le réacteur de décarburation poussée 5, avec un débit de 10 t/min; ce réacteur 5 a les caractéristiques suivantes: longueur: 9 m; largeur: 1 m; profondeur moyenne "e" du métal 2: 40-45 cm; pression de travail: 50 torrs, voire moins; nombre de cellules: 9, y compris la première cellule 29 dans laquelle débouche le plongeur ascendant 8; la dernière de ces cellules est consacré à la mise à nuance et ne participe pas à la décarburation si on y ajoute des éléments désoxydants (aluminium, silicium, etc.) et d'autres éléments d'alliage; longueur de la première cellule 29: 1,8 m; longueur des autres cellules: 0,9 m; débit d'argon dans chaque cellule: 1/sec environ; temps de séjour moyen du métal dans chaque cellule: 15 sec, sauf dans la première cellule 29 o il est de 30 sec, d'o un temps de séjour total de 150 sec dans le réacteur; teneur en carbone dans la première cellule: 30 ppm; teneur en carbone dans les 8e et 9e cellules: 5 ppm; - introduction du métal liquide 2 décarburé, désoxydé et mis à nuance dans le répartiteur 11; - coulée du métal 2 dans les lingotières 13 pour former

des produits sidérurgiques 15.

Par rapport à un RH classique de même productivité, on peut donc, dans cet exemple, multiplier par 8 le temps pendant lequel une portion de métal est exposée au vide et 22 peut se décarburer, si on ajoute les temps de séjour du métal

2 dans le réacteur de décarburation grossière 53 et dans le réacteur 5 selon l'invention.

Les ultra-basses teneurs en carbone obtenues vont souvent de pair avec de très basses teneurs en azote (30 ppm et moins), à condition que la teneur en azote en sortie de l'engin d'élaboration 40 ne soit pas trop élevée, et que les étapes suivantes (notamment les transferts d'un récipient à l'autre et les brassages du métal) n'amènent pas de reprises d'azote conséquentes. Au cas o on rechercherait un abaissement de la teneur en azote le plus poussé possible, le mode opératoire précédent ne serait pas optimal. En effet la dénitruration dans les dernières cellules serait très faible puisque le métal profondément décarburé aurait une teneur élevée en oxygène dissous. Le balayage par le CO produit par la décarburation y serait donc trop réduit pour pouvoir contrebalancer l'effet négatif de l'oxygène dissous sur la

cinétique de dénitruration.

On peut alors augmenter le débit d'argon dans les premières cellules du réacteur de décarburation poussée 5, et/ou remplacer l'argon par de l'hydrogène pour accélérer la cinétique de décarburation, et obtenir la teneur en carbone visée plus tôt que dans la pratique précédente. On réalise ensuite l'addition d'aluminium de désoxydation non dans la toute dernière cellule, mais plus en amont. Les dernières cellules peuvent ainsi être consacrées à la dénitruration, en y insufflant un grand volume de gaz (argon ou hydrogène) dans

le métal désoxydé.

D'autre part, comme on l'a dit plus haut, on peut utiliser le réacteur 5 non plus comme un réacteur de décarburation poussée, mais comme un réacteur de désoxydation du métal par le carbone sous vide. L'intérêt en est l'obtention d'un métal final à très faible teneur en oxygène inclusionnaire, puisqu'une quantité minimale d'aluminium est nécessaire pour la désoxydation finale du métal liquide. A cet effet, dans le schéma d'élaboration précédent, on peut se contenter de la teneur en carbone de 80 ppm (par exemple) obtenue grâce au réacteur de décarburation grossière 53. Dans le réacteur 5 selon l'invention, on remplace les diverses injections d'argon par des injections d'un hydrocarbure liquide ou gazeux tel que du méthane CH4, qui se décompose par craquage en carbone et hydrogène. Le carbone se combine à l'oxygène dissous dans le métal 2 pour former du CO, dont la cinétique de formation est accélérée par l'hydrogène. On peut éventuellement moduler dans chaque cellule la quantité d'hydrocarbure injectée pour que la teneur en carbone du bain reste constante au fur et à mesure de la désoxydation. Il est10 ainsi possible d'obtenir une teneur en oxygène dissous de 10 ppm environ tout en conservant les 80 ppm de carbone initiaux. On peut enfin envisager d'obtenir simultanément une ultra-basse teneur en carbone (5 ppm) et une ultra-basse teneur en oxygène dissous (10 ppm). Pour cela, il faut abaisser la pression dans le réacteur à 10 torrs ou moins, afin de diminuer la teneur en oxygène en équilibre

thermodynamique avec une teneur en carbone donnée.

En variante de la chaîne d'élaboration qui vient d'être décrite, on peut envisager de remplacer l'engin d'élaboration primaire 40 et la poche 43 par un engin d'élaboration

primaire qui fonctionnerait en continu. Il déverserait en permanence du métal liquide directement dans le premier récipient 44, avec un débit sensiblement égal au débit de25 circulation du métal liquide dans l'installation.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui ont été décrits et représentés, et on peut apporter des modifications à la constitution du réacteur métallurgique selon l'invention et au procédé d'élaboration de l'acier liquide qui l'utilise. L'essentiel est que soit conservé le principe général gouvernant la conception du réacteur, à savoir, un écoulement du métal liquide en son sein aussi proche que possible du cas idéal d'un écoulement piston. On peut, par exemple, utiliser une cascade de réacteurs selon l'invention. De même, il est clair que le réacteur qui a été décrit peut sans problèmes être aussi utilisé pour la production d'aciers dont la teneur en carbone n'est pas particulièrement basse, et pour lesquels on ne recherche qu'une propreté inclusionnaire élevée et une teneur en gaz dissous faible. Enfin, l'invention peut trouver des

applications dans l'élaboration de métaux autres que l'acier.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1) Procédé de réglage de la composition d'un métal liquide, caractérisé en ce que, à partir d'un récipient de départ, on aspire ledit métal liquide à l'intérieur d'un réacteur que l'on met sous pression réduite par rapport audit premier récipient, on fait s'écouler ledit métal à l'intérieur dudit réacteur selon un régime proche d'un écoulement piston et on lui fait subir un traitement métallurgique, et en ce que, après avoir son cheminement dans ledit réacteur, on rejette ledit métal dans un récipient d'arrivée par rapport auquel on met ledit réacteur également

sous pression réduite.

2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on alimente ledit récipient de départ en métal liquide de manière continue, et en ce qu'on fait s'écouler ledit métal

dudit récipient d'arrivée également de manière continue.

3) Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit récipient d'arrivée est un répartiteur de coulée continue.

4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce qu'on divise ledit réacteur en une pluralité de cellules, dont chacune constitue une zone

parfaitement brassée.

) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce que ledit métal liquide est de l'acier, et en ce que ledit traitement métallurgique comporte une décarburation.

6) Procédé selon l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que ledit métal liquide est de l'acier, et en ce que ledit traitement métallurgique comporte une dénitruration.

7) Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit métal liquide est de l'acier, et

en ce que ledit traitement métallurgique comporte une désoxydation par le carbone sous vide.

8) Installation de réglage de la composition d'un métal liquide (2), tel que de l'acier, caractérisée en ce qu'elle comporte un récipient de départ (4) contenant ledit métal liquide, un réacteur (5), et un récipient d'arrivée (11), O10 ledit réacteur (5) comportant une cuve (6) pourvue de moyens (7) permettant le maintien de son intérieur à une pression réduite par rapport à celles régnant dans ledit récipient de départ (4) et ledit récipient d'arrivée (11), d'un premier plongeur (8) dit plongeur ascendant dont une extrémité trempe dans le métal liquide (2) contenu dans ledit récipient de départ (4) et dont l'autre extrémité est connectée au fond (18) de ladite cuve (6), d'un deuxième plongeur (10) dit plongeur descendant dont une extrémité trempe dans le métal liquide (2) contenu dans ledit récipient d'arrivée (11) et20 dont l'autre extrémité est connectée au fond (18) de ladite cuve, et des moyens pour assurer une circulation continue dudit métal liquide entre ledit récipient de départ (4) et ledit récipient d'arrivée (11) à travers lesdits plongeurs (8, 10) et ladite cuve (6) du réacteur (5), et en ce que ladite cuve (6) est conformée de manière à imposer audit métal liquide un écoulement proche d'un écoulement de type

piston sur son parcours entre lesdits plongeurs (8, 10).

9) Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la cuve (6) est de section transversale approximativement rectangulaire, et en ce que le rapport entre la distance séparant les plongeurs (8, 10) et la

largeur de la cuve (6) est au moins égal à 6.

10) Installation selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que ladite cuve (6) comporte une pluralité de moyens d'agitation du métal liquide (2) divisant ladite 27 cuve (6) en une pluralité de cellules (29-34) dont chacune

est parfaitement brassée.

11) Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits moyens d'agitation comportent des moyens (19-23) d'injection d'un fluide dans ledit métal liquide. 12) Installation selon la revendication 11,

caractérisée en ce que, pour au moins une partie desdits moyens d'agitation, ledit fluide est de l'argon.

13) Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que, pour au moins une partie desdits

moyens d'agitation, ledit fluide est de l'hydrogène.

14) Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que, pour au moins une partie desdits

moyens d'agitation, ledit fluide est un hydrocarbure.

) Installation selon l'une des revendications 10 à

14, caractérisée en ce que lesdits moyens d'agitation comportent des moyens pour appliquer audit métal liquide (2)

des champs électromagnétiques mobiles.

16) Installation selon l'une des revendications 10 à

, caractérisée en ce que lesdites cellules (29-34) sont séparées par des barrages (24-28) dont chacun autorise une

communication entre les cellules qu'il sépare.

17) Installation selon l'une des revendications 8 à 16,

caractérisée en ce que lesdits moyens pour assurer une circulation continue dudit métal liquide entre ledit récipient de départ (4) et ledit récipient d'arrivée (11) comportent des moyens (9) d'injection d'un gaz dans le métal

liquide (2) renfermé par ledit plongeur ascendant (8).

18) Installation selon l'une des revendications 8 à 17,

caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (1) pour alimenter de manière continue en métal liquide (2) ledit récipient de départ (4), et des moyens (12) pour extraire de manière continue le métal liquide (2) dudit récipient

d'arrivée (11).

19) Installation selon la revendication 18, caractérisée en ce que ledit récipient d'arrivée (11) est un

répartiteur de coulée continue.

) Installation de réglage de la composition de l'acier liquide, caractérisée en ce qu'elle comporte: - un engin d'élaboration primaire (40) de l'acier liquide (2); - des moyens (43) pour déverser de manière continue ledit acier liquide (2) issu de l'engin d'élaboration primaire (40) dans un premier récipient (44) pourvu de moyens d'introduction de désoxydants dans le métal liquide (2) et de moyens de brassage (51); - un réacteur de décarburation grossière (53) du métal liquide (2) comportant une cuve (54) pourvue de moyens (58) pour sa mise sous pression réduite, d'un premier plongeur (52) trempant dans le métal liquide (2) contenu dans ledit premier récipient (44) et d'un deuxième plongeur (56) trempant dans un récipient intermédiaire (57), ladite cuve (53) comportant également des moyens (59) d'insufflation d'oxygène dans ledit métal liquide; - des moyens pur assurer une circulation continue dudit métal liquide (2) entre ledit premier récipient (44) et ledit

récipient intermédiaire (57).

- au moins une installation de réglage de la

composition de l'acier liquide selon l'une des revendications

8 à 19 pour laquelle ledit récipient intermédiaire (57)

constitue ledit récipient de départ (4).

21) Installation selon la revendication 20, caractérisée en ce que ledit engin d'élaboration primaire (40) constitue lui-même lesdits moyens (43) pour déverser de manière continue ledit acier liquide (2) dans ledit premier

récipient (44).

S 22) Installation selon la revendication 20 ou 21, caractérisée en ce que ledit premier récipient (44) comporte une cloison (48) le séparant en deux compartiments (46, 47) communicants, en ce que l'un (46) de ces compartiemnts reçoit seul ledit métal liquide (2) en provenance desdits moyens10 (43) qui le déversent dans ledit premier récipient (44) et lesdits désoxydants, et en ce que ledit premier plongeur (52) dudit réacteur de décarburation grossière (53) trempe dans

l'autre compartiment (47).

1s 23) Installation selon l'une des revendications 20 à

22, caractérisée en ce que lesdits moyens pour assurer une circulation continue dudit métal liquide (2) entre ledit premier récipient (44) et ledit récipient intermédiaire (7) comportent des moyens (55) d'insufflation d'un gaz dans le

métal liquide renfermé par ledit premier plongeur (52).