FR2780070A1 - Slag foaming method for covering a bath of molten steel - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
La présente invention concerne un procédé d'obtention d'un laitier moussant au dessus d'un bain d'acier en fusion au cours de la fabrication d'acier au four électrique, notamment à partir de ferrailles récupérées, celles-ci pouvant être The present invention relates to a process for obtaining a foaming slag above a bath of molten steel during the manufacture of steel in an electric furnace, in particular from recovered scrap, these being able to be
remplacées partiellement par de la fonte ou des minerais préréduits. partially replaced by cast iron or pre-reduced ores.
Elle trouve son application dans les aciéries. It finds its application in steel mills.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURESTATE OF THE PRIOR ART
Un procédé de production d'acier à partir de ferrailles récupérées consiste à faire fondre les ferrailles dans un four à arc électrique qui comporte une cuve d'acier garnie d'un matériau réfractaire ou équipée de panneaux refroidis, une A method of producing steel from recovered scrap consists of melting the scrap in an electric arc furnace which comprises a steel tank lined with refractory material or equipped with cooled panels, a
ou plusieurs électrodes en graphite et une alimentation électrique. or several graphite electrodes and a power supply.
L'énergie électrique nécessaire à la fusion des ferrailles est fournie par des arcs électriques qui jaillissent entre les électrodes et les ferrailles introduites The electrical energy necessary for the melting of scrap is supplied by electric arcs which spring up between the electrodes and the introduced scrap
dans la cuve du four électrique.in the tank of the electric oven.
L'affinage de l'acier obtenu par fusion des ferrailles est réalisé par des réactions du métal liquide avec un laitier constitué par: - des additions de chaux pratiquées au four, - du laitier restant de coulées précédentes, - des oxydes métalliques formés au cours de la fusion des ferrailles, des matériaux réfractaires garnissant la cuve d'acier qui s'usent sous l'effet du rayonnement des arcs et par attaque chimique par des oxydes, The refining of the steel obtained by melting scrap is carried out by reactions of the liquid metal with a slag consisting of: - additions of lime carried out in the furnace, - slag remaining from previous flows, - metal oxides formed during the melting of scrap metal, refractory materials lining the steel tank which wear out under the effect of the radiation of the arcs and by chemical attack by oxides,
- des fluidifiants éventuels tels que du spath. - optional thinners such as spar.
L'opération de fusion est généralement accompagnée d'une opération de décarburation et de déphosphoration réalisée par insufflation d'oxygène dans le bain The fusion operation is generally accompanied by a decarburization and dephosphorization operation carried out by blowing oxygen into the bath.
d'acier en fusion.of molten steel.
C'est à l'interface métal-laitier que se produisent les réactions métallurgiques d'affinage de l'acier. Le rôle du laitier est donc primordial dans It is at the metal-slag interface that the metallurgical reactions of steel refining take place. The role of the milkman is therefore essential in
l'élaboration de l'acier.the development of steel.
En fin de fusion, dès que les arcs électriques ne sont plus noyés dans les ferrailles on réduit leur rayonnement sur les réfractaires en faisant mousser le laitier At the end of fusion, as soon as the electric arcs are no longer drowned in the scrap metal they reduce their radiation on the refractories by foaming the slag
qui s'est formé à la surface du bain d'acier en fusion. which formed on the surface of the molten steel bath.
Pour cela, selon une technique connue on injecte dans le laitier du carbone sous forme de grains, qui se combine avec l'oxygène insufflé dans le bain For this, according to a known technique, carbon is injected into the slag in the form of grains, which combines with the oxygen blown into the bath.
d'acier pour former du monoxyde et du dioxyde de carbone sous forme de bulles. steel to form carbon monoxide and dioxide in the form of bubbles.
La présence de ces bulles ainsi formées au sein du laitier a pour effet The presence of these bubbles thus formed within the slag has the effect
d'augmenter son volume.increase its volume.
Les quantités d'oxygène insufflé et de carbone injecté simultanément ou alternativement sont ajustées de manière à ce que le laitier moussant masque les arcs électriques. Le carbone utilisé pour cette opération de moussage est soit du graphite en poudre qui est une variété naturelle de carbone cristallisé formé de carbone pratiquement pur, soit du coke de pétrole à faible teneur en soufre broyé, soit de The quantities of injected oxygen and of carbon injected simultaneously or alternately are adjusted so that the foaming slag masks the electric arcs. The carbon used for this foaming operation is either powdered graphite which is a natural variety of crystallized carbon formed from practically pure carbon, or petroleum coke with low ground sulfur content, or
l'anthracite en granulés de 2 à 5 mm qui est aussi une forme de carbone très pur. anthracite in granules of 2 to 5 mm which is also a form of very pure carbon.
L'inconvénient de l'utilisation de ces trois variétés de carbone est leur The downside of using these three varieties of carbon is their
coût élevé.high cost.
EXPOSE DE L'INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION
La présente invention a justement pour objet de remédier à cet inconvénient et notamment de fournir un procédé de moussage d'un laitier The object of the present invention is precisely to remedy this drawback and in particular to provide a process for foaming a slag.
recouvrant un bain d'acier en fusion. covering a bath of molten steel.
Ce procédé est utilisable dans les fours à arcs électriques des aciéries pour produire de l'acier notamment à partir de ferrailles récupérées ou de mélanges This process can be used in electric arc furnaces in steelworks to produce steel, in particular from recovered scrap or mixtures.
de ferrailles avec du minerai de fer. of scrap with iron ore.
A cette fin l'invention propose un procédé de moussage d'un laitier recouvrant un bain d'acier en fusion consistant à insuffler de l'oxygène à la surface du bain et à injecter dans le laitier du carbone caractérisé en ce que au moins une partie dudit carbone provient de suies issues de la combustion incomplète To this end, the invention provides a process for foaming a slag covering a bath of molten steel, consisting in injecting oxygen onto the surface of the bath and injecting carbon into the slag, characterized in that at least one part of said carbon comes from soot from incomplete combustion
d'hydrocarbures, dont la teneur en carbone est comprise entre 50 et 95% poids. of hydrocarbons, the carbon content of which is between 50 and 95% by weight.
Selon une autre caractéristique de l'invention le carbone est injecté sous According to another characteristic of the invention, the carbon is injected under
forme de particules dont 80% ont une granulométrie comprise entre 15 et 200 pm. form of particles, 80% of which have a particle size between 15 and 200 μm.
Selon une autre caractéristique de l'invention le carbone est injecté sous forme de grains dont la granulométrie est comprise entre 0,2 et 5 mm, obtenus par According to another characteristic of the invention, the carbon is injected in the form of grains whose particle size is between 0.2 and 5 mm, obtained by
agglomération desdites suies.agglomeration of said soot.
Selon une autre caractéristique de l'invention les suies provenant de la combustion incomplète d'hydrocarbures contiennent du soufre dans une proportion According to another characteristic of the invention, the soot from the incomplete combustion of hydrocarbons contains sulfur in a proportion
comprise entre 0,1 et 15% poids.between 0.1 and 15% by weight.
Selon une autre caractéristique de l'invention les suies provenant de la combustion incomplète d'hydrocarbures contiennent au moins un métal choisi dans le groupe composé par le chrome, le cuivre, le nickel, le vanadium et le zinc, dans According to another characteristic of the invention, the soot coming from the incomplete combustion of hydrocarbons contains at least one metal chosen from the group composed of chromium, copper, nickel, vanadium and zinc, in
une proportion inférieure à 1% poids. a proportion less than 1% by weight.
Selon une autre caractéristique de l'invention les suies provenant de la combustion incomplète d'hydrocarbures présentent une masse volumique apparente According to another characteristic of the invention, the soot from the incomplete combustion of hydrocarbons has an apparent density.
comprise entre 100 et 500 kg/m3.between 100 and 500 kg / m3.
Selon une dernière caractéristique de l'invention la totalité du carbone injecté consiste en des suies. Grâce au procédé de l'invention, étant donné le faible prix de revient des suies provenant de la combustion incomplète d'hydrocarbures, le coût de fabrication According to a last characteristic of the invention, all of the carbon injected consists of soot. Thanks to the process of the invention, given the low cost price of soot from the incomplete combustion of hydrocarbons, the manufacturing cost
de l'acier à partir de ferrailles récupérées peut être réduit. steel from recovered scrap can be reduced.
De plus les qualités physico-chimiques des suies, notamment la granulométrie et la masse volumique apparente, sont telles que le procédé de l'invention est très efficace et la qualité de l'acier produit est comparable à celle In addition, the physicochemical qualities of the soot, in particular the particle size and the apparent density, are such that the process of the invention is very effective and the quality of the steel produced is comparable to that
obtenue avec les procédés connus.obtained with known methods.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante en The invention will be better understood on reading the following description in
référence à la figure 1 qui représente schématiquement une installation de reference to FIG. 1 which schematically represents an installation of
production d'acier.steel production.
EXPOSE DETAILLE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
De manière générale le procédé de l'invention est mis en oeuvre dans les In general, the method of the invention is implemented in
fours à arcs électriques pour produire de l'acier à partir de ferrailles récupérées. electric arc furnaces to produce steel from recovered scrap.
La figure 1 représente schématiquement une installation de production d'acier qui comporte: - un four électrique en fonctionnement qui comprend essentiellement: ò une cuve 1 en acier garnie d'un matériau 2 réfractaire, ò trois électrodes 3 dont une seule apparaît sur la figure 1, À un bain 8 d'acier en fusion, a un laitier 9 à la surface du bain 8, À une porte 6 de décrassage, - une lance 4 d'insufflation d'oxygène ayant deux extrémités 19 et 20 respectivement amont et aval, - une lance 5 d'injection de carbone ayant deux extrémités 17 et 18 respectivement amont et aval, - une source 14 d'air sous pression - un réservoir 11 sous pression contenant du carbone 12, - une canalisation 10 de transport pneumatique du carbone 12 entre le fond du réservoir 11 et l'extrémité 17 amont de la lance 5 d'injection de carbone, munie d'une vanne 13 de réglage du débit de carbone transporté, - une source 16 d'oxygène sous pression, - une canalisation 21 qui relie la source 16 d'oxygène à l'extrémité 19 de la lance 4 d'insufflation d'oxygène, munie d'une vanne de réglage du débit d'oxygène insufflé. La lance 4 d'insufflation d'oxygène est placée de telle manière que son FIG. 1 schematically represents a steel production installation which comprises: an electric furnace in operation which essentially comprises: a tank 1 made of steel lined with a refractory material 2, three electrodes 3 of which only one appears in the figure 1, To a bath 8 of molten steel, to a slag 9 on the surface of the bath 8, To a door 6 of scouring, - an oxygen blowing lance 4 having two ends 19 and 20 respectively upstream and downstream , - a carbon injection lance 5 having two ends 17 and 18 respectively upstream and downstream, - a source 14 of pressurized air - a pressure tank 11 containing carbon 12, - a pipe 10 for pneumatic transport of carbon 12 between the bottom of the reservoir 11 and the upstream end 17 of the carbon injection lance 5, provided with a valve 13 for adjusting the flow rate of transported carbon, - a source 16 of oxygen under pressure, - a pipe 21 which connects the source 16 oxygen at the end 19 of the oxygen blowing lance 4, provided with a valve for adjusting the flow of blown oxygen. The oxygen blowing lance 4 is placed in such a way that its
extrémité 20 se trouve à proximité de la surface du bain 8. end 20 is located near the surface of bath 8.
La lance 5 d'injection de carbone est placée de telle manière qu'elle The carbon injection lance 5 is placed in such a way that it
plonge dans le laitier 9.dive into the slag 9.
L'arc électrique 7 qui jaillit entre l'électrode 3 et le bain 8 d'acier, apporte The electric arc 7 which gushes between the electrode 3 and the steel bath 8, provides
l'énergie nécessaire à la fusion de l'acier 8. the energy required to melt the steel 8.
Pour faire mousser le laitier 9, on ouvre simultanément les vannes 15 et 13. L'oxygène insufflé à la surface du bain 8 par la lance 4 remonte dans le laitier 9 o il entre en contact avec le carbone injecté. Il se produit alors du monoxyde et du dioxyde de carbone, sous forme de bulles gazeuses qui font augmenter le volume To foam the slag 9, the valves 15 and 13 are simultaneously opened. The oxygen blown into the surface of the bath 8 by the lance 4 rises back into the slag 9 where it comes into contact with the injected carbon. Carbon monoxide and carbon dioxide are produced in the form of gas bubbles which increase the volume.
du laitier 9.slag 9.
Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention le carbone injecté par la lance 5 à partir du réservoir 11 est constitué en totalité par des suies provenant de la combustion incomplète de fioul lourd, prélevées sous un dépoussiéreur mécanique de type multicyclone d'une chaufferie dont les caractéristiques sont les suivantes - Granulométrie: 25. diamètre à 90%: 69 pm À diamètre médian: 39 pm À diamètre à 10%: 19 Pm - Masse volumique apparente: 200 kg/m3 - Teneur en carbone: 85,1 % poids Teneur en soufre: 2,71 % poids - Teneurs en métaux: a chrome: 8,7 mg/kg a cuivre: 8mg/kg nickel: 984 mg/kg 35. zinc: 117 mg/kg Selon un autre mode de réalisation de l'invention le carbone injecté par la lance 5 consiste en un mélange de suies provenant de la combustion incomplète d'hydrocarbures avec du carbone d'origines diverses telles que des cokes de According to a preferred embodiment of the invention, the carbon injected by the lance 5 from the tank 11 consists entirely of soot coming from the incomplete combustion of heavy fuel oil, taken under a mechanical dust collector of the multicyclone type of a boiler room. the characteristics of which are as follows - Granulometry: 25. 90% diameter: 69 pm At median diameter: 39 pm At 10% diameter: 19 Pm - Bulk density: 200 kg / m3 - Carbon content: 85.1% by weight sulfur content: 2.71% by weight - metal contents: chromium: 8.7 mg / kg copper: 8 mg / kg nickel: 984 mg / kg 35. zinc: 117 mg / kg According to another embodiment of the invention the carbon injected by the lance 5 consists of a mixture of soot from the incomplete combustion of hydrocarbons with carbon of various origins such as
pétrole, du graphite ou de l'anthracite sous formes diverses. petroleum, graphite or anthracite in various forms.
Claims (5)
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|---|---|---|---|
| FR9807849A FR2780070B1 (en) | 1998-06-22 | 1998-06-22 | METHOD FOR FOAMING A DAIRY COVERING A BATH OF FUSED STEEL |
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| FR2780070A1 true FR2780070A1 (en) | 1999-12-24 |
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| FR (1) | FR2780070B1 (en) |
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| FR2780070B1 (en) | 2001-06-08 |
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