<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention est relative à un procédé de conversion de fonte en acier dans lequel on souffle, pendant au moins une partie de la conversion, un mélange de gaz oxydants contenant au moins 25% de vapeur d'eau surchauffée et dans lequel on préchauffe le tronçon de ; la conduite de soufflage entre l'endroit où de la vapeur est introdui- te dans cette conduite et une vanne de fuite prévue près de la vanne de soufflage, en amont de celle-ci, de façon que la température du mélan- ge à son entrée dans le convertisseur soit supérieure au point de rosée de la vapeur qu'il cotient,
On sait que lorsqu'on commence à souffler dans un bain de fonte un mélange gazeux oxydant contenant au moins 25% de vapeur d'eau, une partie de la vapeur se condense avant d'arriver au convertisseur à moins que la vapeur ne soit très fortement surchauffée,
près de son en- trée dans la conduite de soufflage.
Le degré de surchauffe qu'il est nécessaire d'atteindre pour la vapeur en cet endroit ne peut que très difficilement être atteint à l'aide d'un surchauffeur, pour certaines installations de soufflage qui sont propices à un refroidissement important de la vapeur avant son entrée dans le convertisseur,
En outre, un surchauffeur ne peut pas subir des variations de régime aussi rapides et aussi importantes que celles du soufflage du mélange oxydant dans un convertisseur de sorte qu'il y a des moments où la vapeur contenue dans le mélange oxydant est surchauffée consi- dérablement au-delà de ce qui est nécessaire pour éviter les condensa- tions.
En vue de remédier à ces inconvénients, on a proposé de faire varier le degré de surchauffe de la vapeur en introduisant sous pres- sion dans celle-ci des gaz de combustion chauds qui viennent d'être formés par la combustion d'un combustible en quantité qui augmente avec la quantité de vapeur et qui diminue avec la température du mélange près de la vanne de soufflage en amont de celle-ci.
Pour réaliser ce procédé, on a proposé une installation dans laquelle des débit-mètres mesurant le débit de vapeur et le débit de combustible actionnent un relais commandant une vanne motorisée qui équipe, soit la conduite de vapeur, soit la conduite de combustible, ce relais étant, en outre, influencé par la température du mélange entrant dans le convertisseur. On a proposé, en outre, de chauffer la conduite de soufflage avant le soufflage du bain à l'aide du mélange contenant de la vapeur surchauffée, en,faisant-échapper le mélange de vapeur et de gaz de combustion (dont le débit varie dans le même sens que celui de la vapeur), par une vanne de fuite située en amont de la vanne de soufflage pendant que celle-ci est maintenue fermée.
A cause de la forte teneur en vapeur d'eau du mélange utiii- sé pour le préchauffage, il se dépose, au commencement de celui-ci, une quantité relativement importante d'eau. L'évaportation subséquente de cette eau ne peut commencer qu'après que le tronçon considéré a été préchauffé suffisamment pour qu'il ne puisse plus se produire de con- densation et, à cause de la.faible chaleur spécifique de la vapeur, il faut encore un temps relativement long pour vaporiser cette eau par la vapeur surchauffée. On ne? peut donc éviter l'attaque de la dolomie constituant le fond du convertisseur par de l'eau qu'au prix d'un long soufflage préalable parce qu'il y a beaucoup de vapeur d'eau dans le mélange.
La présente invention a comme objet un procédé qui permet de raccourcir la durée du préchauffage de la conduite de soufflage en a- mont de la vanne de sdafflage et qui réduit la consommation de vapeur.
<Desc/Clms Page number 2>
A cet effet, dans le procédé selon l'invention, avant souffla- ge du mélange contenant de la vapeur d'eau surchauffée,on fait circu- ler dans le tronçon susdit de la conduite de soufflage, des gaz chauds dont la teneur en vapeur d'eau ne dépasse pas environ 25 % en poids et, de préférence, ne dépasse pas 15 %. De plus, on maintient la circula- tion de ces gaz jusqu'à ce qu'ils aient chauffé ce tronçon à une tem- pérature supérieure à 150 C et, de préférence, d'au moins 200 C. Enfin, on chauffe au moins un'des constituants du mélange contenant la vapeur d'eau de manière que la température de ce -mélange mesurée en un point immédiatement à l'amont de la vanne de soufflage soit, depuis le début de la deuxième minute de soufflage de ce mélange,
supérieure à 150 C.
Ce procédé présente, en outre, l'avantage de pouvoir être exé- cuté dans une installation plus simple que celle dans laquelle on fait varier le débit de gaz chauds sous le contrôle du débit de vapeur puis- qu'il ne nécessite plus de dêbit-mètres pour la mesure du débit de va- peur et la mesure du débit combustible, ni de vanne motorisée commandée par un relais.
Les gaz chauds q . conviennent pour le préchauffage de la con- duite de soufflage dans le procédé suivant l'invention sont, par exem- ple, ceux qui proviennent de la combustion par l'air d'un hydrocarbure liquide ou d'un mélange gazeux tel que le gaz de four à coke, le gaz de .haut-fourneau, le gaz de gazogène ou le gaz de pétrole (propane, butane, etc.).
La vapeur d'eau qu'ils contiennent constitue dans ce cas un des produits de la combustion. La teneur en vapeur d'eau peut être abais- sée par rapport à celle provenant de la combustion complète de ces com- bustibles par de l'air, en introduisant un excès d'air dans le brûleur.
Il va de soi que même l'introduction systématique d'une petite quanti- té de vapeur d'eau dans les gaz provenant de la combustion d'un combus- tible, avec ou sans excès d'air, continue à tomber sous la portée du présent brevet à condition que la teneur totale en vapeur d'eau ne dé- passe pas environ 25 % en poids.
A causede la teneur relativement faible en vapeur d'eau du mélange gazeux utilisé pour le pré chauffage, on peut arriver à ne pas déposer beaucoup d'eau au commencement du préchauffage sans devoir en- voyer dans cette conduite des gaz chauds à une température relative- ment élevée, par exemple, d'envrion 600 C comme ce serait le cas si'on utilisait des gaz chauds contenant beaucoup de vapeur d'eau. Il convient toutefois que la température des gaz de préchauffage soit supérieure à 200 C et, de préférence, atteigne au moins 350 C.
Le préchauffage du tronçon de la conduite de soufflage en amont de la vanne de fuite laisse toutefois subsister de l'eau dans la petite partie entre la vanne de fuite et la vanne de soufflage. En ou- tre, le tronçon entre cette dernière vanne et le convertisseur reste froid avant le soufflage à l'aide du mélange de gaz oxydant et de va- peur d'eau surchauffée. Il en résulte qu'au commencement de ce souffla- ge, la température du mélange entrant dans le convertisseur est assez fortement abaissée.
Pour remédier à cet inconvénient, on peut, en outre, préchauf- fer également le tronçon de la conduite de soufflage comprise entre la vanne de fuite près de la vanne de soufflage et le convertisseur ainsi qu'éventuellement la boite à vent en faisant circuler les gaz chauds dans ce dernier tronçon, de préférence avant l'enfournement de la fon- te dans le convertisseur,
Suivant une modalité avantageuse,on ne commence à préchauf- fer le tronçon de la conduite de soufflage en aval de la vanne de fuite
<Desc/Clms Page number 3>
qu'après qu'on a préchauffé le tronçon en amont de cette vanne à une température supérieure à 150 C
Le préchauffage de la boite à vent est préférable à l'absen- ce de ce préchauffage.
Toutefois, on obtient déjà un résultat très avan- tageux en chauffant la conduite de soufflage jusqu'au tourillon du con- vertisseur auquel elle aboutit. Ce préchauffage peut être réalisé en ouvrant momentanément une vanne de fuite dont est pourvue la-partie de la conduite de soufflage dans le tourillon.
D'autres détails et particularités du procédé selon l'inven- tion apparaîtront au cours de la description du dessin annexé au présent mémoire, qui représente schématiquement une forme d'exécution d'une ins- tallation qui convient pour la réalisation de ce procédé.
Ce dessin est un-schéma d'une installation à l'aide de laquel- le on peut convertir de la fonte en acier par soufflage, pendant au moins une partie de la conversion, d'un mélange gazeux oxydant contenant au moins 25 % de vapeur d'eau.
Sur ce dessin, on a représenté une installation comprenant un convertisseur 2 dont la boîte à vent 3 est raccordée à une conduite de soufflage équipée d'une vanne de soufflage 4. Une vanne de fuite 5 est prévue un peu en amont de la vanne de soufflage 4.Le tronçon de la conduite de soufflage en amont de la vanne de fuite 5 est désigné par 6 et celui en aval de cette vanne est désigné par 7. Le tronçon 6 peut être alimenté en vapeur, de préférence surchauffée, par une conduite 8 pour- vue d'une vanne de réglage 9 et par une conduite 10 pourvue d'une vanne de réglage 11, pour recevoir un autre gaz oxydant, par exemple de l'air, de l'oxygène à haute pureté, de l'anhydride carbonique ou un mélange de ces gaz.
Près de l'endroit 12 où le tronçon 6 est connecté à la con- duite 8, ce tronçon est également connecté à une conduite 13 pourvue d'une vanne d'arrêt 14. Cette conduite 13 sert à amener dans le tronçon 6 des gaz formés dans une chambre 15 dans laquelle débouche un brûleur 16. Celui-ci peut être alimenté sous pression, en combustible, par une conduite 17 pourvue d'une vanne de réglage 18 et, en comburant, par une conduite 19 pourvue d'une vanne de réglage 20. Ce comburant est, par exemple, constituée par de l'air, par de l'air enrichi en oxygène ou par ,:) de l'oxygène industriellement pur éventuellement dilué par de l'an- hydride carbonique. La vanne de réglage 18 peut être actionnée indêpen- damment de la vanne de réglage 9.
La chambre 15 est également en communication avec une condui- te 21 pourvue d'une vanne de réglage 22 et par laquelle on peut amener un ou plusieurs gaz servant à diluer les gaz provenant de la combustion.
Parmi les gaz diluants, on peut citer l'air, l'air enrichi en oxygène et l'anhydride carbonique ajouté*, soit séparément, soit en mélange. En faisant varier le débit de gaz diluants, on peut régler aisément et à volonté le débit, la température et la composition chimique des gaz chauds circulant dans la conduite de soufflage.
Supposons qu'on veuille réaliser une conversion de fonte en acier dans laquelle au moins une partie du soufflage est effectuée au ,moyen d'un mélange gazeux oxydant contenant au moins 25 % de vapeur d'eau. Avant d'effectuer ce soufflage à la vapeur d'eau, on chauffe la conduite de soufflage pendant que les vannes de réglage 9 et 11 sont fermées et que la vanne de fuite 5 est ouverte. Ce chauffage est effec- tué en faisant fonctionner le brûleur 16. On règle le débit, la compo- sition et la température des gaz de combustion en agissant dans le sens voulu sur les vannes de réglage 18, 20 et 22.
On fait circuler les gaz de combustion chauds dans le tronçon 6 jusqu'à ce que celui-ci soit
<Desc/Clms Page number 4>
porté à une température au minimum de 150 C et de préférence supérieu- re à 200 C
Après ce chauffage, on introduit le mélange contenant la vapeur d'eau dans-le convertisseur en fermant la vanne de fuite 5 et en ouvrant les vannes 9 et 11 La température de ce mélange est réglée de façon telle qu'à partir de la deuxième minute de soufflage, la tempé- rature du mélange immédiatement à l'amont de la vanne de soufflage 4 soit supérieure à 150 C Pour cela, il suffit de chauffer au moins un des constituants du mélange à la température nécessaire.
'Une façon simple d'effectuer ce chauffage consiste à admettre des gaz de combus- tion dans le mélange formé dans le tronçon 6, par l'ouverture des vannes de réglage 9 et 11
Il est aussi possible d'obtenir la température désirée pour le mélange contenant de la vapeur d'eau qui entre dans le convertisseur sans l'appoint des gaz de combustion,, On met alors le brûleur 16 hors d'action en fermant les vannes 18, 20 et 22, éventuellement 14.
La phase de soufflage par'le-mélange contenant au moins 25 % de vapeur d'eau peut éventuellement être précédée par une autre phase dans laquelle on emploie des gaz oxydants préchauffés ne contenant pres- que pas de vapeur d'eau. Ces gaz peuvent, par exemple, être de l'air, de l'air enrichi en oxygène ou un mélange d'oxygène, d'azote et d'an- hydride carbonique plus ou moins pauvre en Ce gaz de soufflage peut alors être fourni par la conduite 10. Dans ce cas, son chauffage est avantageusement réalisé en le mêlant dans le tronçon 6 à des gaz chauds provenant de la chambre de combustion 15. Le gaz de soufflage oxydant peut aussi être fourni par la conduite 21 et se mélanger alors dans la chambre 15 aux gaz de combustion.
Au lieu de préchauffer uniquement le tronçon 6, on peut aus- si préchauffer simultanément les tronçons 6 et 7 ainsi que la boîte à vent 3 avant de souffler le mélange à la vapeur d'eau surchauffée. Dans ce cas, il est avantageux de commencer parpréchauffer le tronçon 6 en laissant la vanne 5 ouverte pendant que la vanne 4 est fermée. Quand une température d'au moins 150C est atteinte près de la vanne de fuite 4, on ferme cette vanne et on ouvre la vanne de soufflage 4 de manière à faire passer les gaz chauds dans le tronçon 7 et la boite à vent 3.
Cette seconde phase de l'opération de préchauffage est avantageusement effectuée immédiatement'avant l'enfournement de la charge de fonte et avec le convertisseur relevé. Quand le préchauffage du tronçon 7 est suffisant, on effectue le soufflage comme déjà exepliqué quand on ne chauffait que le tronçon 6.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.