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La présente invention est relative à un procédé d'élaboration de 1' acier par affinage pneumatique de la fonte.
Il est bien connu de faire subir à la fonte entre le haut-fourneau et l'appareil d'affinage, des traitements de préaffinage destinés par exemple à éliminer une partie du silicium ou du soufre.
Pour l'élimination,partielle du silicium, il existe des procédés qui consistent à injecter de l'oxygène dans la fonte, au moyen d'une lance, soit dans le chenal de coulée du haut-fourneau, soit dans une poche spéciale entre le mé- langeur et l'appareil de conversion.
Il est connu également d'éliminer une partie du soufre en injectant dans la fbnte un gaz tenant en suspension unematière désulfurante en poudre ou en fins granules.
Dans tous ces procédés, l'affinage complet de la fonte doit être cependant terminé dans un autre appareil ou par une autre méthode.
L'objet de la présente invention est de révéler et de définir un pro- cédé qui permet de réaliser l'affinage complet d'une fonte phosphoreuse , la sortie du mélangeur
Le procédé objet de l'invention est essentiellement caractérisé en ce que pendant le versement de la fonte du mélangeur dans la poche, on injecte un gaz oxydant tenant en suspension des matières épurantes finement divisées soit dans le jet de fonte entre les deux appareils, soit surf bain, de fonte dans la poche elle-même, soit dans le jet et dans la poche.
Ce procédé à l'avantage de réaliser un brassage mécanique plus impor- tant que celui obtenu au convertisseur classique. L'écoulement de la fonte sous forme de jet provoque un brassage mécanique important du métal qui s'joute au brassage d'origine chimique provenant de la formation de l'oxyde de carbone dans la masse, par réaction de 1 oxygène sur:le carbone dissous. Cet excellent brassage permet de procéder à un affinage plus rapide que normal de la fonte sans risque d'avoir des oxydations locales exagérées et le procédé suivant l'invention a de ce fait un meilleur rendement en fer que les procédés de conversion classiques.
Le gaz oxydant utilisé dans le procédé suivant l'invention peut être soit de l'oxygène techniquement pur, soit un mélange d'oxygène et de vapeur d'eau, soit un mélange d'oxygène et d'anhydride carbonique, soit encore un mélange de ces 3 gaz.
Les matières épurantes injectées en suspension dans le gaz oxydant peuvent être soit de la chaux anhydre ou hydratée, soit du carbonate de chaux, soit de la soude, soit encore un mélange de ces différentes matières.
Une modalité avantageuse du procédé suivant l'invention est de réaliser 1"opération d'affinage en deux phases. La majeure partie du gaz oxydant est in- jectée dans le jet de métal pendant qu'il est versé dans la pobhe, la fin de 1' affinage étant effectué quand tout le métal se trouve dans la poche et après que l'on a contrôlé sa composition pour connaître la quantité d'oxygène qui reste à introduire dans le métal.
Pour réaliser au mieux l'introduction du mélange dans le jet métalli- que, il a été trouvé avantageux d'intercaler entre le mélangeur et la poche une cheminée verticale en matériau réfractaire, de plus grand diamètre que le jet métallique, dans laquelle on verse la fonte à traiter. Cette cheminée est munie de tuyères d'injection disposées de telle sorte quelle.mélange affinant soit dirigé vers le jet de métal.
La cheminée en question peut être avantageusement réalisée de la façon suivante.
Pour faciliter l'introduction du métal,' la cheminée est surmontée d'un
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entonnoir destiné à centrer le jet de métalEn outre;, elle est munie de deux types de tuyères, l'un placé à la partie supérieure et destiné à pulvériser le jet métallique et à commencer les réactions d'affinage, l'autre placé à la partie inférieure de la cheminée et destiné principalement à introduire la majeure quanti- té du mélange affinant,
Le groupe des tuyères supérieures pourra par exemple être constitué de quatre tuyères situées dans des plans rapprochés et diamétralement opposées deux à deux.
Le groupe des tuyères inférieures pourra également être constitué de quatre tuyères situées dans le même plan et diamétralement opposées deux à deux.
Les tuyères supérieures doivent normalement avoir un diamètre infé- rieur à celui des tuyères inférieures de telle sorte que la majeure partie du mélange d'affinage s.oit injectée par les tuyères inférieures, à un endroit où le métal pulvérisé par les tuyères supérieures présente une très grande surface réactive .
L'extrémité inférieure de la cheminée sera suffisamment rétrécie pour reformer un jet métallique massif qui coulera dans la poche sans absorber une quantité sensible d'azote du fait de la faible surface de contact avec l'air.
Suivant une autre solution avantageuse du procédé, l'extrémité infé- rieure de la cheminée n'est pas rétrécie mais est toute proche du fond de la poche.
Ainsi, aussitôt que l'opération commence, le bas de la cheminée est noyé dans le bain d'acier qui se forme dans la poche et empêche ainsi le métal finement divisé de la cheminée d'absorber de l'azote.
Lorsque tout le métal s'est écoulé dans la poche et que les réactions se sont calmées, on prend un échantillon du métal pour contrôler sa composition et déterminer la quantité d'oxygène nécessaire pour finir 1'opération. On déplace alors la poche et on la présente sous une tuyère verticale par laquelle on injecte dans le bain un jet de mélange d'affinage contenant avantageusement un gaz capa- ble d'assurer le brassage mécanique du bainc
Quand la quantité finale d'oxygène a été introduite dans le bain, il ne reste plus qu'à effectuer les additions de raffinage pour obtenir l'acier de la nuance désirée. Cette opération se fera avantageusement en versant le métal dans la poche: de coulée.
On peut également suivant l'invention, injecter d'autres matières telles que du minerai ou d'autres oxydes métalliques, en mélange avec les matières épurantes en suspension dans le gaz oxydant.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé d'affinage pneumatique de fonte, caractérisé en ce que, pendant le versement de la fonte du mélangeur dans la poche, on injecte un gaz oxydant, tenant en suspension des matières épurantes finement divisées, soit dans le jet de fonte entre les deux appareils, soit sur le bain de fonte dans la poche elle-même, spit dans le jet et dans la poche.
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The present invention relates to a process for producing steel by pneumatic refining of cast iron.
It is well known to subject the cast iron between the blast furnace and the refining apparatus to pre-refining treatments intended, for example, to remove part of the silicon or of the sulfur.
For the partial elimination of silicon, there are processes which consist in injecting oxygen into the cast iron, by means of a lance, either in the flow channel of the blast furnace, or in a special pocket between the mixer and conversion apparatus.
It is also known practice to remove part of the sulfur by injecting into the fbnte a gas holding in suspension a desulfurizing material in powder or fine granules.
In all these processes, however, the complete refining of the pig iron must be completed in another apparatus or by another method.
The object of the present invention is to reveal and define a process which makes it possible to achieve the complete refining of a phosphorous iron, the outlet of the mixer.
The method which is the subject of the invention is essentially characterized in that during the pouring of the cast iron from the mixer into the ladle, an oxidizing gas is injected holding finely divided purifying materials in suspension either in the cast iron jet between the two devices, or surf bath, cast in the pocket itself, either in the jet and in the pocket.
This process has the advantage of achieving greater mechanical stirring than that obtained with a conventional converter. The flow of the cast iron in the form of a jet causes significant mechanical stirring of the metal which is added to the stirring of chemical origin resulting from the formation of carbon monoxide in the mass, by reaction of 1 oxygen on: the carbon dissolved. This excellent mixing makes it possible to proceed with a faster than normal refining of the cast iron without the risk of having exaggerated local oxidations and the process according to the invention therefore has a better yield of iron than the conventional conversion processes.
The oxidizing gas used in the process according to the invention can be either technically pure oxygen, or a mixture of oxygen and water vapor, or a mixture of oxygen and carbon dioxide, or even a mixture. of these 3 gases.
The purifying materials injected in suspension in the oxidizing gas can be either anhydrous or hydrated lime, or lime carbonate, or soda, or even a mixture of these different materials.
An advantageous modality of the process according to the invention is to carry out the refining operation in two phases. The major part of the oxidizing gas is injected into the metal jet while it is being poured into the pobhe, at the end of the process. 1 refining being carried out when all the metal is in the ladle and after its composition has been checked in order to know the quantity of oxygen which remains to be introduced into the metal.
In order to achieve the best possible introduction of the mixture into the metal jet, it has been found advantageous to insert between the mixer and the ladle a vertical chimney made of refractory material, of larger diameter than the metal jet, into which is poured. the cast iron to be treated. This chimney is provided with injection nozzles arranged such that the refining mixture is directed towards the metal jet.
The fireplace in question can advantageously be produced as follows.
To facilitate the introduction of metal, 'the chimney is topped with a
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funnel intended to center the metal jet In addition; it is equipped with two types of nozzles, one placed at the top and intended to spray the metal jet and start the refining reactions, the other placed at the top lower part of the chimney and intended mainly to introduce the major quantity of the refining mixture,
The group of upper nozzles may for example consist of four nozzles situated in close-up planes and diametrically opposed two by two.
The group of lower nozzles may also consist of four nozzles located in the same plane and diametrically opposed two by two.
The upper nozzles should normally be smaller in diameter than the lower nozzles so that most of the refining mixture is injected through the lower nozzles at a point where the metal sprayed from the upper nozzles has a very large reactive surface.
The lower end of the chimney will be sufficiently narrowed to reform a massive metal jet which will flow into the pocket without absorbing a substantial amount of nitrogen due to the small contact surface with the air.
According to another advantageous solution of the process, the lower end of the chimney is not narrowed but is very close to the bottom of the pocket.
Thus, as soon as the operation begins, the bottom of the chimney is submerged in the steel bath which forms in the ladle and thus prevents the finely divided metal of the chimney from absorbing nitrogen.
When all the metal has flowed into the ladle and the reactions have calmed down, a sample of the metal is taken to check its composition and determine the amount of oxygen needed to complete the operation. The ladle is then moved and presented under a vertical nozzle through which a jet of refining mixture is injected into the bath, advantageously containing a gas capable of ensuring the mechanical stirring of the bath.
When the final quantity of oxygen has been introduced into the bath, all that remains is to make the refining additions to obtain the steel of the desired grade. This operation will advantageously be done by pouring the metal into the ladle: casting.
It is also, according to the invention, possible to inject other materials such as ore or other metal oxides, mixed with the purifying materials in suspension in the oxidizing gas.
CLAIMS.
1.- Process for pneumatic refining of cast iron, characterized in that, during the pouring of the cast iron from the mixer into the ladle, an oxidizing gas is injected, holding finely divided purifying materials in suspension, either in the cast of cast iron between the two devices, either on the cast iron bath in the pocket itself, spit in the jet and in the pocket.