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" PROCEDE D'ELABORATION DE L'ACIER. "
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La présente invention est relative à un procédé d'élabo- ration de l'acier par conversion de fer impur en fusion dans lequel on souffle à travers le bain contenu dans un convertis- seur un mélange d'oxygène et d'anhydride carbonique dont le nombre m de môles d'anhydride carbonique associées à une môle d'oxygène libre dans le mélange avant dissociation de celui-ci par le bain est supérieur à 1.
Il a été proposé de faire varier la valeur de m au cours du soufflage pour adapter la température du bain en fonction de la composition chimique de celui-ci de façon à obtenir la bonne température de coulée au moment où le bain atteint la composition chimique désirée. En fait, ce procédé n'est pas réalisable parce qu'il est pratiquement impossible de détermi- ner, en cours de conversion, l'évolution de la température en fonction de l'évolution de la composition chimique du bain.
Il en résulte qu'on doit se borner à constater en fin de conversion si l'opération a été normale, trop chaude ou trop froide. Si l'opération a été sensiblement trop chaude, on a défloré les tuyères d'insufflation et, si elle a été trop froide, on ne peut pas faire une coulée sans inclusions soli- des dans le métal.
Il a également été proposé d'adapter l'ensemble des carac- téristiques physiques et/ou chimiques de la charge de manière telle que, par rapport à une charge qui serait à utiliser pour réaliser une conversion normale par soufflage à l'air, elle ait apporté, en fin de conversion, une quantité de chaleur supplémentaire suffisante pour compenser le mali calorifique à résulter de l'emploi, pour le soufflage, d'un mélange oxycarbonique dont le nombre m est supérieur à 1 et qui évite, de ce fait, la destruction rapide des tuyères.
La présente invention a comme objet un autre procédé qui permet d'utiliser un rapport m constamment supérieur à 1 sans devoir modifier l'ensemble des caractéristiques physiques et/ou
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chimiques de la charge par rapport à une charge normale pour conversion normale à l'air.
Suivant l'invention, on choisit pour la hauteur h du bain une valeur moindre que la hauteur normale utilisée dans les convertisseurs normaux pour la conversion normale à l'air.
Les convertisseurs actuellement d'usage courant en Europe sont des convertisseurs de 15 à 30 tonnes, à soufflage par le fond et dont la hauteur normale du bain pour les conversions normales à l'air est de l'ordre de 60 à 80 centimètres. Les conditions d'utilisation de ces convertisseurs sont, en outre, telles que la durée de soufflage soit de l'ordre de grandeur d'un quart d'heure.
Dans le procédé suivant l'invention, la hauteur du bain doit être d'autant plus petite que le nombre m du mélange oxycarbonique utilisé est plus grand.
Elle doit être d'autant plus petite que la durée de la conversion est plus grande. Or, cette durée est caractérisée par le produit du nombre de tuyères par tonne de fonte de la charge traitée par le débit moyen de chaque tuyère.
Elle doit aussi être d'autant plus petite que le débit individuel des tuyères est plus petit.
Une expérimentation systématique effectuée par le demandeur lui a appris que, dans les conditions normales de marche indus- trielle des convertisseurs Bessemer à soufflage par le fond, on obtient le résultat visé en adoptant pour la hauteur du bain une valeur h satisfaisant à une relation de la forme
EMI3.1
n h k ax DY h k m + c dans laquelle k et c sont des constantes dont les valeurs numé- riques dépendent du type de convertisseur et du système d'unités choisi pour exprimer la hauteur h du bain, si a est le nombre de tuyères par tonne de fonte et si D est le débit moyen par minute pour chaque tuyère dans le convertisseur adopté pour le travail envisagé.
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La hauteur maximum du bain admissible peut s'exprimer comme suit, si on se réfère aux convertisseurs normaux utilisés actuellement en Europe pour la conversion normale à l'air :
EMI4.1
Dans cette expression, k et c ont des valeurs déterminées de la façon indiquée ci-après.
Le demandeur a trouvé que la hauteur normale ho pour le bain dans les convertisseurs normaux européens peut être main- tenue lorsque, sans rien changer aux caractéristiques de ces convertisseurs normaux (même ao et même Do), on utilise un mé- lange oxycarbonique pour lequel m = 1.
EMI4.2
On peut donc écrire : 1 1 ho k ao 4 Do 2 (11) a 1 + c
La conversion est, bien entendu, plus rapide que dans le cas d'une conversion normale à l'air normal.
Le demandeur a également trouvé que la hauteur du bain doit être réduite aux trois quarts de la hauteur normale si, sans rien changer aux caractéristiques des convertisseurs normaux, on utilise un mélange oxycarbonique pour lequel m = 1,5.
On peut donc écrire dans ce cas :
EMI4.3
Bien entendu, la conversion est encore plus rapide que dans le cas précédent où m était égal à 1.
Des relations (II) et (III), on déduit c et k quand on connaît a. D. et ho pour un convertisseur normal européen bien déterminé. Pour un convertisseur contenant un bain de 80 centi- mètres de haut à travers lequel on souffle à l'aide de 12 tuyè- res par tonne un débit moyen de 1,5 mètre cube par
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minute pour chaque tuyère,c et k, ont respectivement pour valeur 0,5 et 52,6.
Lorsqu'on connaît k et c, on peut alors choisir des conditions de travail différentes des conditions de référence, par exemple,, un nombre de tuyères a par tonne de fonte de @ charge ainsi qu'un débit moyen individuel D des tuyères différents de ao et Do, les nouvelles valeurs étant choisies, pour des raisons connues , en fonction de la valeur de m dans le mélange oxycarbonique o2 + m CO2.
Pour ces nouvelles conditions de travail, on sait immédiatement dans quelle mesure il faut au minimum réduire la hauteur du bain, par application de la formule (I).
Il va de soi que pour maintenir la production aussi élevée que possible et pour limiter les pertes par oxydation, il y a lieu d'utiliser toujours la valeur maximum de h compatible avec les caractéristiques de l'installation, en particulier avec les caractéristiques de la soufflante et les dimensions du convertisseur.
Si, au lieu de se référer à des convertisseurs tels que les convertisseurs normaux européens actuels, on se référait à d'autres convertisseurs présentant un autre nombre de tuyères a. par tonne de fonte de la charge, un autre débit moyen D. par tuyère, et avec lesquels la hauteur normale du bain serait différente de la hauteur standard ho adoptée, il faudrait déterminer les valeurs de c et de k par deux expériences semblables à celles dont il a été question plus haut (déter- mination du h qui convient pour deux m déterminés) en utili- sant la relation (I) dans laquelle x et y pourraient avoir des valeurs un peu différentes respectivement de 1/4 et de 1/2.
Si m varie pendant l'opération de conversion, la valeur de m à introduire dans les relations (l)(ll) et (III) est une valeur moyenne pour toute la durée de la conversion.