BE1009438A4 - Procede de traitement de l'acier et installation a cet effet. - Google Patents

Procede de traitement de l'acier et installation a cet effet. Download PDF

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BE1009438A4 BE9500562A BE9500562A BE1009438A4 BE 1009438 A4 BE1009438 A4 BE 1009438A4 BE 9500562 A BE9500562 A BE 9500562A BE 9500562 A BE9500562 A BE 9500562A BE 1009438 A4 BE1009438 A4 BE 1009438A4
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Serge Stocco
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Abstract

Procédé de traitement de l'acier en vue de réduire la quantité d'inclusions dans un répartiteur de coulée continue. Selon l'invention un gaz (N2 ou Ar) inerte est injecté par le fond du répartiteur (1) au travers d'une pièce réfractaire (3) poreuse adaptée à la forme du fond du répartiteur. L'invention porte également sur un répartiteur adapté à cette technique.

Description


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  PROCEDE DE TRAITEMENT DE L'ACIER ET
INSTALLATION A CET EFFET OBJET DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé de traitement de l'acier en vue de réduire de manière importante les inclusions non-métalliques et les oxydes. 



   L'invention porte également sur une installation de répartiteur de coulée de l'acier liquide afin de permettre la mise en oeuvre de ce procédé. 



    ARRIERE-PLAN   TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
La production de l'acier entraîne l'apparition dans celui-ci d'impuretés exogènes non-métalliques ou d'oxydes sous forme d'inclusions. Ces inclusions entraînent des difficultés considérables lors de la mise en forme ultérieure, notamment par laminage mais sont surtout la cause de difficultés importantes dans la production même de l'acier, ainsi qu'il sera indiqué ci-dessous. 



   De nombreuses techniques de traitement de la fonte et de l'acier à l'aide de flux gazeux admis dans la matière liquide à l'aide de distributeurs ou de lances sont connus, en vue de réaliser divers traitements et plus spécifiquement pour tenter d'éliminer les éléments étrangers. 



   Dans le cas particulier de l'élimination des inclusions, on a recours souvent à une poudre à réaction basique placée en surface de l'acier liquide qui permet de piéger les inclusions. 



   Les techniques développées ces dernières décennies impliquent le recours à la filière continue ou coulée 

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 continue. Dans ces techniques l'acier liquide provenant d'une poche de coulée est mené dans un répartiteur. Les formes les plus courantes de ces répartiteurs sont la forme classique"baignoire"ou des formes plus élaborées dites en V
L'écoulement s'effectue dans le répartiteur depuis le côté poche vers les sorties côté busette (s). Les protections classiques des jets de coulée ne permettent pas d'éviter une réoxydation du jet de coulée et une transformation de l'aluminium en alumine et des autres composés métalliques oxydables en leurs oxydes correspondant. 



   Il subsiste en plus dans l'acier provenant du traitement de l'acier liquide dans la poche, des oxydes métalliques de silicium, de titane, de vanadium, de cérium, de zirconium en quantités variables suivant l'analyse de l'acier. Ces oxydes décantent normalement pendant les traitements de métallurgie en poche, mais les inclusions de petites dimensions   ( < 50   microns) décantent très lentement et se retrouvent dans l'acier de coulée au répartiteur. 



   Ces macro et micro-inclusions dégradent fortement la qualité de l'acier coulé en continu et de plus, par leur accrochage sur les parois, les busettes d'écoulement perturbent les écoulements jusqu'à fermeture du tube de coulée et arrêt prématuré de la coulée. 



   Afin d'éviter la réduction ou le bouchage mentionné ci-dessus, on a donc proposé une méthode de décantation rapide des macro et micro-inclusions qui consiste à injecter un gaz inerte à partir du fond du répartiteur et ce au moyen d'un barreau réfractaire collé sur le béton du répartiteur. 



   Entraînées par le flux gazeux qui provoque un courant ascendant dans le répartiteur, les macro et microinclusions viennent se déposer à la surface du bain liquide. 

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   Un système de chicanes peut facultativement et de préférence être employé pour diriger les courants d'écoulement et prolonger ces écoulements pour augmenter le rendement de la décantation. 



   Un laitier basique de composition bien précise et adapté à la qualité de l'acier peut également servir de piège pour capturer ces inclusions et éviter qu'elles ne suivent l'écoulement d'acier liquide vers la busette de coulée. 



   Cette technique est peu satisfaisante tant au niveau de son efficacité qu'au niveau du coût d'installation. En effet, le gaz inerte injecté se dégage sous forme de grosses bulles présentant une vitesse ascensionnelle relativement importante, se traduisant finalement pas une efficacité réduite. 



   La présente invention se propose de remédier aux inconvénients des solutions de l'état de la technique. 



  ELEMENTS CARACTERISTIQUES DE L'INVENTION
L'invention porte à titre principal sur un procédé de traitement de l'acier en vue de réduire la quantité d'inclusions dans un répartiteur de coulée continue à l'aide d'un moyen gazeux inerte caractérisé en ce que ledit moyen gazeux inerte est injecté par le fond du répartiteur au travers d'une pièce poreuse adaptée à la forme du fond du répartiteur. 



   Cette technique permet d'assurer une distribution homogène de fines bulles de gaz inertes permettant d'optimaliser la décantation des inclusions. 



   De manière connue en soi, la surface de l'acier liquide est recouverte d'une poudre basique (laitier basique de couverture réactive) destinée à capter les impuretés piégées par les bulles de gaz tels que les alumines et à éviter qu'elles ne soient entraînées par l'écoulement d'acier. 



   La dimension des pores de la pièce poreuse est choisie de manière à former des bulles d'une dimension moyenne de quelques microns se traduisant par une vitesse 

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 ascensionnelle de l'ordre de 5 à 50 litres/mn de gaz inerte dans un bain d'acier. 



   Le gaz utilisé est avantageusement de l'argon ou de l'azote qui sont les plus habituellement utilisés. 



   Pour permettre la mise en oeuvre de ce procédé, il est apparu opportun d'équiper un répartiteur de coulée continue d'une pièce réfractaire poreuse pouvant être disposée au fond du répartiteur et qui épouse la forme de ce fond. 



   Avantageusement, la pièce réfractaire se présente sous forme d'un barreau traversé en son milieu d'un tuyau d'amenée de gaz inerte. 



   Ce barreau est disposé de préférence après une ouverture disposée près du fond du répartiteur dans un premier mur qui sépare la chambre où l'acier coule de la poche et le volume du reste du répartiteur. 



   Après le barreau, on dispose facultativement un deuxième mur qui est percé d'un trou dans sa partie supérieure, ce trou étant orienté vers le haut d'un angle de 10 à 300. 



   L'acier s'écoule d'abord depuis la chambre où l'acier pénètre en provenance de la poche, sous le premier mur et ensuite par ce trou par le haut vers la partie du répartiteur où se trouve la ou les busettes de coulée. 



   Au moins les deux dernières chambres des trois chambres ainsi formées par les deux murs sont de préférence recouvertes d'un laitier basique de couverture réactive. 



   L'invention sera décrite plus en détail dans la description d'une forme d'exécution donnée à titre d'exemple non limitatif qui permettra de reconnaître d'autres détails et caractéristiques complémentaires de l'invention. 



  BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 représente une coupe verticale d'un répartiteur pourvu d'une pièce réfractaire poreuse sous forme d'un barreau de bullage traversé en son milieu par 

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 le tuyau d'amenée du gaz inerte. 



   La figure 2 représente (une vue en coupe) de deux formes d'exécution d'une pièce réfractaire poreuse. 



   La figure 3 représente une vue en perspective partielle du répartiteur avec un tel barreau et pourvu de deux murs de séparation. 



  DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE D'EXECUTION
Dans un répartiteur 1 est disposé un barreau 3 constitué d'un matériau réfractaire poreux relié à un tuyau d'amenée 5 du gaz inerte, raccordé par une tubulure 7 à une source de gaz inerte (non représentée). 



   Les figures 2 représentent des vues en coupe d'un tel barreau 3 constituant la pièce réfractaire poreuse. 



   Ainsi que l'indique la figure 3, le répartiteur est séparé par des murs 11 et 13 en trois chambres 15,17 et 19. 



   Le barreau 3 est disposé après le mur 15 qui sépare la chambre où l'acier coule de la poche et le reste du volume du répartiteur, le passage de l'acier s'effectuant sous ce mur 15 et le barreau 3 étant disposé approximativement à hauteur de la partie inférieure de ce mur 11. 



   Un deuxième mur 13 est percé d'un trou 21 dans sa partie supérieure, ce trou est de préférence orienté vers le haut sous un angle de 10 à 300 par rapport à la verticale et vers la chambre 19. 



   L'acier s'écoule donc par le haut vers la chambre 19 qui comporte dans son fond la ou les busettes de coulée (non représentées). 



  ESSAIS EXPERIMENTAUX
Pour déterminer les résultats optimaux, différents essais ont été entrepris qui portent sur : la forme et la position du barreau dans le répartiteur avec ou sans mur de débordement qui indiquent que la forme représentée avec mur de débordement est la plus avantageuse ; 

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 la qualité du réfractaire poreux qui laisse apparaître que convient tout particulièrement un béton de 40 à 80% d'alumine (andalousite ou bauxite) proche de la qualité du béton de base du fond du répartiteur ; - le débit de gaz inerte dans le barreau qui est appliqué avec une pression variant de 0,5 à 3 Bars pour un débit de 5 à 50 litres/mn de gaz inerte pour un répartiteur ayant un volume utile de quelques m3 ;

   - la qualité de la poudre basique de piégeage des inclusions dont l'analyse varie en fonction des qualités d'acier, pour laquelle une composition en poids dans la plage de
CaO de 55 à 75%   Si02   de 6 à 15%   Al20)   de 5 à 12%
C de 2 à 15% semble particulièrement intéressante. l'analyse du laitier de la poudre basique qui montre que dans ces conditions optimales, le rapport Ca/Si varie de 9 pour la poudre de départ à 2 dans le laitier après coulée avec un enrichissement important de tous les oxydes métalliques (Al2O3, SiO2, TiO2,   CrOg, V)   ;
On observe que la technique décrite permet d'atteindre : une durée plus longue de la coulée continue sans bouchage de la busette répartiteur par la décantation de tous les oxydes dans la chambre 17 et action du laitier basique de piégeage dans les chambres 17 et
19 ;

   - une propreté inclusionnaire parfaite de l'acier coulé sous forme de brames, blooms ou billettes.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de l'acier en vue de réduire la quantité d'inclusions dans un répartiteur de coulée continue à l'aide d'un moyen gazeux inerte caractérisé en ce que ledit moyen gazeux inerte est injecté par le fond du répartiteur au travers d'une pièce poreuse adaptée à la forme du fond du répartiteur.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que de manière connue en soi, la surface de l'acier liquide est recouverte d'une poudre basique (formant un laitier basique de couverture réactive) destinée à capter les inclusions et à éviter qu'elles ne soient entraînées par l'écoulement d'acier.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la dimension des pores de la pièce poreuse est choisie de manière à former des bulles d'une dimension moyenne de quelques microns, se traduisant par une vitesse ascensionnelle de l'ordre de 5 à 50 litres/mn de gaz inerte dans un bain d'acier.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en que ce le gaz utilisé est de l'argon ou de l'azote
  5. 5. Répartiteur de coulée continue caractérisé en ce qu'il comporte d'une pièce réfractaire poreuse (3) pouvant être disposée au fond du répartiteur (1) et qui épouse la forme de ce fond.
  6. 6. Répartiteur selon la revendication 5 caractérisé en ce que la pièce réfractaire (3) se présente sous forme d'un barreau traversé en son milieu d'un tuyau (5) d'amenée de gaz inerte.
  7. 7. Répartiteur selon la revendication 5 caractérisé en ce que le barreau est disposé de préférence après une ouverture disposée près du fond du répartiteur d'un premier mur (11) qui sépare la chambre (15) où l'acier coule de la poche et le volume du reste du répartiteur (17 et 19). <Desc/Clms Page number 8>
  8. 8. Répartiteur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'après le barreau (3), il comporte un deuxième mur (13) qui est percé d'un trou (21) dans sa partie supérieure, ce trou (21) étant orienté vers le haut d'un angle de 10 à 300.
  9. 9. Répartiteur selon la revendication 8, caractérisé en ce qutau moins les deux dernières chambres des trois chambres formées par les deux murs sont recouvertes d'un laitier basique de couverture réactive.
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