LU83331A1 - Perfectionnements aux procedes d'affinage pneumatique de fonte par soufflage d'un gaz par le haut et par le bas du convertisseur - Google Patents

Description

iBL-3141/vd Revendication de la priorité de demandes de brevet déposées en Belgique le 13 mai 1980 sous les nos. 6/47.162 et 6/47.163 /

BREVETJlINVENTigN

j i « ; - 1 - ! C 2038E/8105.

| CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES - ! CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE, j Association sans but lucratif - ! Vereniging zonder winstoogmerk, | à BRUXELLES, (Belgique).

1 Perfectionnements aux procédés d'affinage pneumatique de ! | fonte par soufflage d'un gaz par le haut et par le bas du * convertisseur.

i La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux procédés d'affinage pneumatique de fonte par soufflage d'un gaz par le haut et par le bas du convertisseur.

Les procédés d'affinage de fonte par le haut et par le bas sont actuellement bien connus.

Ils consistent généralement,comme on le sait, à insuffler de l'oxygène pur dans un bain de fonte liquide se trouvant dans un convertisseur d'une part, par le haut au moyen d'une lance appropriée et d'autre part, sous le niveau du bain de fonte, à travers des tuyères de soufflage à deux conduits concentriques, l'oxygène étant soufflé par le conduit central, tandis • · - 2 - que par le conduit périphérique/ on souffle ou on injecte un liquide à dissociation endothermique, par exemple un hydrocarbure.

Une telle manière de procéder comporte deux inconvénients ί importants : d'une part, le dit fluide utilisé est coûteux et d'autre part, sa décomposition au contact des hautes tem- i ; ^ pératures qui régnent au nez des tuyères provoque notamment l'apparition d'hydrogène qui se dissout dans l'acier et le J . fragilise.

La présente invention a pour objet, dans le cadre des opérait tions d'affinage par soufflage simultané de gaz par le haut : et par le bas, un procédé grâce auquel on peut réduire sen- sibleraent les inconvénients cités ci-dessus.

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' Le procédé, objet de la présente invention, dans lequel on affine de la fonte par voie pneumatique par insufflation par le haut d'un convertisseur contenant la dite fonte et au moyen d'une lance appropriée, un gaz d'affinage riche en oxygène pouvant, être de l'oxygène pur, est essentiellement carac-l térisé en ce que l'on souffle du C09 ou un gaz neutre ou iner- te sous le niveau du métal liquide, au moyen de tuyères logées dans le fond et/ou la paroi latérale du convertisseur.

Suivant une première modalité de ce procédé, les tuyères de soufflage sous le niveau du métal étant à deux conduits con-centriques, on souffle d'une part du C02 par le conduit central des tuyères et d'autre part, par le conduit périphérique, * du C09 pendant au moins la dernière partie de l'affinage (par exemple 20 % du temps) .

Suivant une variante avantageuse de cette modalité, pendant la première partie de l'affinage, on souffle par le conduit périphérique, un hydrocarbure et/ou de l'azote.

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* ί - 3 -

Une telle manière de procéder a permis de réaliser un affinage par le haut et par le bas, à faible consommation de | fluide à dissociation endothermigue conduisant à l'obtention d'un acier pratiquement exempt d'hydrogène. Les tuyères utilisées peuvent être en cuivre ou en acier inoxydable.

Suivant une autre variante avantageuse du procédé ci-dessus, ’ on limite la quantité totale du CC^ insufflé par le bas à 25 % (en volume) au plus de la quantité d'oxygène soufflé par le haut. Il a été en effet découvert, de façon inattendue, qu'une telle limitation suffisait pour obtenir le mélange interne métal-scorie recherché, sans encourir l'inconvénient de la réduction de la mise au mille de mitrailles due à la réaction endothermique de dissociation du CC^.

! Le procédé ci-dessus peut comporter évidemment en plus de l'in- sufflation d'oxygène d'affinage, un apport de chaux. Celle-ci ! peut être apportée au bain, de multiples façons, mais on don ne la préférence à un apport sous forme de poudre, introduite | dans le bain au moyen de la lance et/ou au travers des tuy- ! ères d'injection sous le niveau du bain.

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Par ailleurs, il est bien connu, qu'au cours de l'opération d'affinage pneumatique de fonte au convertisseur, la scorie surnageant le métal liquide présente un phénomène de moussage qui, s'il n'est pas détecté et maîtrisé à temps, peut conduire à des débordements et projections hors du convertisseur, avec tous les inconvénients qui en sont la conséquence.

Il existe déjà différents moyens de détection et de maîtrise de ce moussage; lors du soufflage par le haut, on peut par exemple observer le spectre d'émission de la flamme au convertisseur et, à l'apparition d'une certaine variation d'intensité du dit spectre, conférer un mouvement judicieux à la jj lance.

Λ- - 4 - * Est également connu, un procédé d'affinage de fonte par soufflage par le haut, dans lequel on enregistre l'intensité sonore émise par le convertisseur au cours de l'affinage et dès qu'on constate une décroissance de cette intensité qui indique une exagération dans le phénomène de j moussage, on limite le dit phénomène, par exemple en rap- ! prochant du bain métallique, l'extrémité de la lance d'in- j jection.

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Dans ce cadre, et conformément à une seconde modalité avantageuse du procédé de l'invention, au cours de l'affinage, on insuffle par des tuyères simples situées sous le niveau du bain, un gaz dit "auxiliaire", tel qu'un gaz neutre, par exemple de l'azote ou de l'argon, ou oxydant, par exemple du CO2# en ce qu'on enregistre en même temps le spectre sonore émis par le convertisseur, spectre renseignant l'opérateur sur l'état de moussage de la scorie et en ce qu'on modifie, j( de façon appropriée, le débit de gaz auxiliaire insufflé ! quand on constate que le dit niveau sonore suit une courbe , descendante.

- j En pratique, quand la courbe de ce niveau sonore descend,c1 est signe que le moussage prend une allure exagérée, pouvant être dangereuse et l'on réagit, selon l'invention, en aug-I mentant le débit de gaz auxiliaire insufflé dans le bain.

I Ainsi donc, en plus d'une action bien connue par brassage i j sur la rapidité des réactions chimiques entre scorie et fonte, le gaz auxiliaire peut être utilisé comme moyen de maîtriser le moussage de la scorie.

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Il va de soi que l'utilisation du spectre sonore comme moyen de détection de l'état de moussage de la scorie n'est ici donné qu'à titre d'exemple non limitatif. Tout autre moyen connu peut être utilisé en combinaison avec l'injection de • gaz auxiliaire susmentionnée, sans pour cela sortir du * - 5 - domaine de la présente invention.

Lorsque le gaz auxiliaire normalement utilisé est de l'azote, il peut être avantageux, en fin d'affinage, de remplacer 1' azote par de l'argon, afin de maintenir, dans des limites ibles, le niveau final du métal en azote.

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Claims (8)

1. Procédé d'affinage pneumatique de fonte par soufflage d'un ! gaz par le haut et par le bas du convertisseur, dans lequel on affine de la fonte par voie pneumatique par insufflation ' par le haut d'un convertisseur contenant la dite fonte et au moyen d'une lance appropriée, d'un gaz d'affinage riche en j k oxygène pouvant être de l'oxygène pur, caractérisé en ce que | l'on souffle également du CO^ sous le niveau du métal liquide, au moyen de tuyères.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, les tuyères de soufflage sous le niveau du métal étant à deux conduits concentriques, on souffle d'une part du C02 par le , conduit central des tuyères et d'autre part, par le conduit ' périphérique du CO^ pendant au moins la dernière partie de l'affinage (par exemple 20 % du temps) . ; i

3. Procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, pendant la première partie de l'affinage, on souffle par le conduit périphérique, un hydrocarbure et/ou de l'azote.

4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, I - caractérisé en ce qu'on limite la quantité totale du CO^ in sufflé par le bas à 25 % (en volume) au plus de la quantité d'oxygène soufflé par le haut.

5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’on apporte au bain, de la chaux en pou-i * dre, laquelle est introduite dans le dit bain, au moyen de la lance et/ou au travers des tuyères d'injection sous le f niveau du bain. £ ir - 7 -

6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu' au cours de l'affinage, on insuffle par les dites tuyères, un i gaz dit auxiliaire, tel qu'un gaz neutre, par exemple de 1' azote ou de l'argon, ou un gaz oxydant, par exemple du CO^, en ce que, par tout moyen connu en soit, on enregistre en même temps l'état de moussage de la scorie et en ce qu'on modifie, de façon appropriée, le débit de gaz auxiliaire insufflé quand on constate que le dit état s'accentue de façon inacceptable ou dangereuse.

7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de détection utilisé est celui de l'enregis- Itrement du spectre sonore du convertisseur au cours de 1' ^ affinage.

18. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que, quand on enregistre une diminution de ce spectre,on augmente i j le débit du gaz auxiliaire injecté dans le convertisseur. 1 Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que, quand le gaz auxiliaire utilisé j est de l'azote, celui-ci est remplacé en fin d'affinage par j de 1 ' argon. ____