Procédé pour contrôler L'affinage de la fonte hématite
La présente invention est relative à un procédé
pour contrôler l'affinage de la fonte hématite avec soufflage d'oxygène aussi bien par le haut du convertisseur
qu'en dessous de la surface du bain métallique.
On a déjà préconisé un certain nombre de procédés de contrôle de l'opération d'affinage avec soufflage
d'oxygène. On peut citer par exemple les procédés basés sur
des bilans de matières et des bilans thermiques et mettant
en oeuvre un modèle mathématique de calcul des enfournements.
En principe, de tels procédés permettent d'obtenir régulièrement au rabattement de la cornue, la composition et la température désirées pour le métal affiné. En pratique cependant, on constate une certaine dispersion des résultats ainsi obtenus. Cette dispersion peut être due à une mauvaise connaissance des matières enfournées, par exemple du poids ou de la composition exacte de la fonte, des ferrailles ou de la chaux.
Pour y remédier, on effectue généralement un rabattement prématuré de la cornue, on mesure rapidement la teneur en carbone de l'acier ainsi que sa température et on reprend le soufflage avec ou sans additions pendant le temps nécessaire pour obtenir la composition et la température désirées pour le métal.
Les résultats ainsi obtenus se sont révélés satisfaisants et on a pu réduire sensiblement les dispersions qui sont généralement constatées lorsque l'on n' effectue pas de rabattement prématuré.
Toutefois, ce rabattement prématuré de la cornue présente l'inconvénient d'allonger la durée de l'opération d'affinage.
La présente invention a pour objet un procédé éliminant ce dernier inconvénient, en permettant de terminer correctement l'affinage sans devoir pratiquer un rabattement prématuré de la cornue suivi d'une reprise du soufflage d'oxygène.
D'une façon inattendue, le demandeur a constaté que l'observation des mouvements du convertisseur permet de détecter un moment caractéristique de l'affinage àpartir duquel la quantité d'oxygène restant à souffler peut être déterminée en fonction de la teneur en carbone du métal ou de la teneur en fer de la scorie et/ou de la température du bain métallique.
En conséquence, la mesure des mouvements du convertisseur peut être utilisée pour déterminer le moment précis de la fin de l'opération d'affinage.
Sur la base de ce qui précède, le procédé objet de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on mesure une grandeur caractéristique du mouvement du convertisseur pendant la période de soufflage d' oxygène, en ce que l'on détecte le moment où la dite caractéristique subit une diminution brusque et importante, et en ce qu'à partir de ce moment, on souffle dans le convertisseur la quantité d'oxygène nécessaire pour atteindre le moment précis de la fin de l'affinage correspondant à la qualité d'acier désirée, cette quantité d'oxygène étant déterminée en fonction de la teneur en carbone du métal ou de la teneur en fer de la scorie et/ou de la température du bain métallique.
Suivant l'invention, la quantité d'oxygène restant à souffler après la diminution brusque et importante de la grandeur caractéristique du mouvement du convertisseur est déterminée à l'aide d'une relation préalablement établie pour l'installation utilisée, entre la dite quantité d'oxygène et soit la teneur en carbone du métal, soit la teneur en fer de la scorie.
Egalement suivant l'invention, la quantité d' oxygène restant à souffler après la diminution brusque et importante de la grandeur caractéristique du mouvement du convertisseur est déterminée à l'aide d'une relation préalablement établie pour l'installation utilisée entre le niveau absolu de la mesure du mouvement du convertisseur et la température du bain métallique.
Bien entendu, les modalités du contrôle décrit ci-dessus peuvent être combinées entre elles et par exemple on peut avantageusement procéder de la façon suivante : a) quand la grandeur caractéristique du mouvement du convertisseur présente une diminution brusque et importante, on prend d'abord pour objectif l'obtention d'une teneur en carbone du métal inférieure à une valeur maximum de consigne et on utilise à cette fin la relation existant entre la quantité d'oxygène restant à souffler et la teneur en carbone du.métal, b) quand ce premier objectif est atteint, on vise à obtenir une température adéquate du bain métallique et on utilise à cette fin la relation existant entre le niveau absolu de la mesure du mouvement du convertisseur et la température du bain métallique.
La mesure de la grandeur caractéristique du mouvement du convertisseur est avantageusement effectuée, suivant l'invention, sur l'infrastructure de support du convertisseur, par exemple sur le tourillon ou sur le palier.
Le contrôle suivant l'invention est particuliè rement intéressant lorsque l'affinage de la fonte hématite est effectué avec soufflage d'oxygène par le haut du convertisseur.
Dans le but de rendre le contrôle plus efficace la mesure de la grandeur caractéristique du mouvement du convertisseur est avantageusement associée à la hauteur
de la lance au-dessus du bain et au poids de la cornue, cette association étant par exemple exprimée par le produit de ces trois facteurs.
Suivant une première modalité de l'invention, on
<EMI ID=1.1>
injection d'oxygène au sortir de la lance, dans le cas du soufflage par le haut ou au sortir des tuyères de soufflage, dans le cas. du soufflage par le bas.
Suivant une deuxième modalité de l'invention, on définit les mouvements du convertisseur par la mesure de leur amplitude et/ou,de leur fréquence.
Suivant une autre modalité de l'invention, on détermine les mouvements du convertisseur par une mesure d'accélération ou en variante par une mesure de vitesse de déplacement.
Suivant encore une autre modalité de l'invention, on mesure les mouvements du convertisseur dans la gamme des fréquences comprises entre 0,1 et 50 Hertz, et
<EMI ID=2.1>
La figure 1 représente l'évolution des vibrations du convertisseur (en ordonnée), en fonction du temps
(en abscisse), ces accélérations étant mesurées dans le sens vertical (convertisseur à soufflage vertical). La figure 2 représente la relation existant, pour l'installation utilisée, entre la teneur en fer de la scorie (en ordonnée) et la quantité d'oxygène soufflé dans le bain (en abscisse), après la diminution importante et brusque des vibrations du convertisseur. La figure 3 représente la relation existant, pour l'installation utilisée, entre la teneur en carbone du métal
(en ordonnée) et la quantité d'oxygène soufflé dans le bain
(en abscisse), après la diminution importante et brusque des vibrations du convertisseur.
La figure 4 représente la relation existant, pour l'installation utilisée, entre le niveau absolu des vibrations du convertisseur (en abscisse) et la température du bain métallique (en ordonnée), après la diminution importante et brusque des vibrations du convertisseur.
Suivant la figure 1, l'évolution, en fonction du temps, des accélérations du convertisseur dans le sens vertical est enregistrée par un accéléromètre dans la gamme des fréquences comprises entre 0,1 et 10 Hertz. Cette évolution peut être décomposée en deux périodes en rapport étroit avec les phases métallurgiques de la conversion, soit :
période 1 : période de décarburation qui se développe
pendant les trois quarts environ du temps de conversion,
période 2 : période d'oxydation du fer qui détermine la
valeur de la teneur en fer de la scorie ou du carbone résiduel dans l'acier et termine la conversion.
La période 2 débute par une chute brutale et importante (AB) du signal représentatif de l'amplitude des vibrations du convertisseur, mesurée dans le sens vertical. Cette chute, AB, peut être aisément repérée par l'opérateur sur le diagramme d'enregistrement du signal représentatif des vibrations.
Le volume d'oxygène soufflé à partir de ce moment caractéristique permet de prévoir, avec une bonne précision, la teneur en fer de la scorie ou la teneur en carbone du métal lors du rabattement du convertisseur.
Suivant la figure 2, la teneur en fer de la scorie augmente en fonction du volume d'oxygène soufflé après la chute brutale AB du signal de mesure des vibrations. Cette relation permet de déterminer facilement le volume d'oxygène qu'il faut encore souffler après la chute verticale du signal de mesure pour obtenir une teneur en fer déterminée dans la scorie.
La relation représentée sur la figure 3 (en abscisse) permet de déterminer facilement le volume d' oxygène qu'il faut encore souffler après la chute brutale du signal de mesure, pour obtenir une teneur en carbone déterminée.
La relation représentée sur la figure 4
-permet de déterminer facilement le moment où il faut arrêter le soufflage après la chute brutale du signal de mesuré, pour obtenir une température déterminée du bain métallique.
Comme déjà dit plus haut, cette modalité est avantageusement combinée avec celle relative à la teneur en carbone du métal : en général, les aciéristes exigent d'une part, une teneur en carbone du métal inférieure à une valeur maximum déterminée et d'autre part, un arrêt du soufflage à une valeur voulue de la température du bain métallique.
Des vérifications par prélèvements ont montré que ces relations correspondent effectivement à une suite d'états reproductibles du bain métallique, ce qui permet d'utiliser séquentiellement les relations établies aux figures 3 et 4.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour contrôler l'affinage de la
fonte hématite, caractérisé en ce que l'on mesure une grandeur caractéristique du mouvement du convertisseur pendant la période de soufflage d'oxygène,en ce que l'on détecte le moment où la dite caractéristique subit une diminution brusque et importante, et en ce qu'à partir de
ce moment, on souffle dans le convertisseur, la quantité d'oxygène nécessaire pour atteindre le moment précis de
la fin de l'affinage correspondant à la qualité d'acier désirée, cette quantité d'oxygène étant déterminée en fonction de la teneur en carbon du métal ou de la teneur en
fer de la scorie et/ou de la température du bain métallique.