CA1082455A - Methode de protection des tuyeres de soufflage d'oxygene pur en acierie de conversion - Google Patents
Methode de protection des tuyeres de soufflage d'oxygene pur en acierie de conversionInfo
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Abstract
Une méthode de protection des tuyères de soufflage des convertisseurs d'aciérie soufflant de l'oxygène pur à travers le fond de bas en haut. Le débit de fluide protecteur est réglé selon trois phases. Une première phase allant jusqu'à une teneur en carbone du bain de l'ordre de 0,300% à 0,700% pendant laquelle le débit est Dr = 0,4 à 0,6 DN. Une deuxième phase, jusqu'à ce que 90 à 95% du volume total d'oxygène ait été soufflé dans laquelle le débit est le débit normal DN. Une troisième phase, phase terminale, dans laquelle le débit est supérieur au débit normal. Cette méthode, de réalisation simple, s'adapte de près aux variations de vitesse d'attaque à chaud au nez des tuyères par les oxydes de fer et permet une diminution de la consommation de fluide protecteur. Elle s'applique aussi bien à la conversion de fontes à haute teneur de phosphore qu'à la conversion de fontes à basse teneur de phosphore.
Description
1082~SS
La présente invention concerne une methode de protection des tuyères de soufflage des convertisseurs d'aci~rie soufflant de l'oxygène pur ~ travers leur fond, donc de bas en haut.
L'invention s'applique aux tuyères ~ deux ou trois tubes concentriques, protégées contre l'usure à chaud, par un liquide contenant des hydrocarbures, tel que du fuel-oil par exemple.
Un tel convertisseur d'aciérie, affinant de la fonte liquide en acier, possède un fond muni d'un certain nombre de tu-y~res doubles alimentées au centre en oxygène pur, et entre les deux tubes en un liquide contenant des hydrocarbures.
L'oxygène pur peut tenir en suspension de la poudre de chaux, ou de la poudre de castine, ou tout autre produit pulvé-rulent utile a l'affinage. A chaque instant, le débit optimal d'oxygène, chargé ou non de poudre, dépend à la fois de la per-meabilité du circuit d'oxygane, y compris celle des tuyères, de la soufflabilité, c'est-a-dire de l'aptitude du convertisseur à
limiter les projections, et de la durée de soufflage visée par ., l'opérateur, par exemple compte tenu du temps de fusion des ferrailles.
, L'alimentation des tuyères en liquide protecteur conte-nant des hydrocarbures peut être réglée de bien des manières dif-férentes.
~ ` La methode traditionnelle bien connue dans le cas du .;
~ fuel-oil consiste à maintenir le débit de fuel-oil constant pen-., ~ dant toute la durée de l'opération d'affinage. Cette méthode :
présente évidemment l'avantage de la simplicité, ce qui a assuré
~; son succès. Mais elle présente aussi les inconvénients d'une méthode trop primaire. Le niveau de débit généralement choisi dans cette méthode, qu'on appelle débit normal DN, est celui qui ., .
freine efficacement l'usure maximale des tuyères, laquelle ne se produit qu'aux basses teneurs en carbone du bain métallique, donc en fin d'opération seulement. Par contre, pendant la ., . ~
., :
., -- 1 --~ ' ~ 1~824S5 majeure partie du soufflage, avant de parvenir aux basses teneurs en carbone du bain, ce niveau de debit de fuel-oil ainsi choisi est superflu. Un debit bien moindre suffirait. Mais il faudrait alors le réajuster ensuite en cours de soufflage. Le principal inconvenient de aette methode connue de soufflage ~ d~bit constant de fuel-oil est une consommation trop elev~e, qui est de l'ordre de 5 litres de fuel-oil par tonne d'acier sur les petits convertis-seurs de moins de 20 tonnes, de 3 litres par tonne d'acier pour les convertisseurs de 30 a 40 tonnes, et de 2,4 litres par tonne d'acier pour les convertisseurs de 60 a 70 tonnes.
~j .
On pourrait aussi songer a rendre le debit de fuel-oil r entièrement dépendant du débit d'oxygène, et même à réaliser une régulation automatique du débit de fuel-oil, débit mené, en fonc-. , .
tion du débit d'oxygène, débit menant.
L'inconvénient fondamental d'une telle méthode serait de rendre dépendant du débit d'oxygène, lequel est fonction de la pression de soufflage et de la section du tube central de la tu-.
i- y8re considérée, donc du carré de son diamètre, un débit de 1 liquide protecteur annulaire, qui doit 8tre fonction du diamètre ;; 20 de l'anneau constituant la section de passage de ce liquide dans la tuyere.
D'une tuyère donnée, à une tuyere plus grosse, ce dia-mètre d'anneau s'accroit comme le diamètre du tube central, et non pas comme son carré.
D'autre part, dans une tuyère donnée, plus la pression d'oxygane est élevee, donc plus le debit d'oxygène est lui-même i: ~
élevé, et plus le refroidissement dû à la détente est important au nez de la tuyère, CQ qui est favorable ~ la tenuc dc ccttc , tuyère, et ne nécessite donc pas un accroissement de débit du liquide protecteur, si toutes autres choses sont égales d'ailleurs.
,:
~ Des expériences systématiques effectuees par la deman-, ~ ~ deresse ont montré ce résultat surprenant que l'effet d'usure à
:: :
La présente invention concerne une methode de protection des tuyères de soufflage des convertisseurs d'aci~rie soufflant de l'oxygène pur ~ travers leur fond, donc de bas en haut.
L'invention s'applique aux tuyères ~ deux ou trois tubes concentriques, protégées contre l'usure à chaud, par un liquide contenant des hydrocarbures, tel que du fuel-oil par exemple.
Un tel convertisseur d'aciérie, affinant de la fonte liquide en acier, possède un fond muni d'un certain nombre de tu-y~res doubles alimentées au centre en oxygène pur, et entre les deux tubes en un liquide contenant des hydrocarbures.
L'oxygène pur peut tenir en suspension de la poudre de chaux, ou de la poudre de castine, ou tout autre produit pulvé-rulent utile a l'affinage. A chaque instant, le débit optimal d'oxygène, chargé ou non de poudre, dépend à la fois de la per-meabilité du circuit d'oxygane, y compris celle des tuyères, de la soufflabilité, c'est-a-dire de l'aptitude du convertisseur à
limiter les projections, et de la durée de soufflage visée par ., l'opérateur, par exemple compte tenu du temps de fusion des ferrailles.
, L'alimentation des tuyères en liquide protecteur conte-nant des hydrocarbures peut être réglée de bien des manières dif-férentes.
~ ` La methode traditionnelle bien connue dans le cas du .;
~ fuel-oil consiste à maintenir le débit de fuel-oil constant pen-., ~ dant toute la durée de l'opération d'affinage. Cette méthode :
présente évidemment l'avantage de la simplicité, ce qui a assuré
~; son succès. Mais elle présente aussi les inconvénients d'une méthode trop primaire. Le niveau de débit généralement choisi dans cette méthode, qu'on appelle débit normal DN, est celui qui ., .
freine efficacement l'usure maximale des tuyères, laquelle ne se produit qu'aux basses teneurs en carbone du bain métallique, donc en fin d'opération seulement. Par contre, pendant la ., . ~
., :
., -- 1 --~ ' ~ 1~824S5 majeure partie du soufflage, avant de parvenir aux basses teneurs en carbone du bain, ce niveau de debit de fuel-oil ainsi choisi est superflu. Un debit bien moindre suffirait. Mais il faudrait alors le réajuster ensuite en cours de soufflage. Le principal inconvenient de aette methode connue de soufflage ~ d~bit constant de fuel-oil est une consommation trop elev~e, qui est de l'ordre de 5 litres de fuel-oil par tonne d'acier sur les petits convertis-seurs de moins de 20 tonnes, de 3 litres par tonne d'acier pour les convertisseurs de 30 a 40 tonnes, et de 2,4 litres par tonne d'acier pour les convertisseurs de 60 a 70 tonnes.
~j .
On pourrait aussi songer a rendre le debit de fuel-oil r entièrement dépendant du débit d'oxygène, et même à réaliser une régulation automatique du débit de fuel-oil, débit mené, en fonc-. , .
tion du débit d'oxygène, débit menant.
L'inconvénient fondamental d'une telle méthode serait de rendre dépendant du débit d'oxygène, lequel est fonction de la pression de soufflage et de la section du tube central de la tu-.
i- y8re considérée, donc du carré de son diamètre, un débit de 1 liquide protecteur annulaire, qui doit 8tre fonction du diamètre ;; 20 de l'anneau constituant la section de passage de ce liquide dans la tuyere.
D'une tuyère donnée, à une tuyere plus grosse, ce dia-mètre d'anneau s'accroit comme le diamètre du tube central, et non pas comme son carré.
D'autre part, dans une tuyère donnée, plus la pression d'oxygane est élevee, donc plus le debit d'oxygène est lui-même i: ~
élevé, et plus le refroidissement dû à la détente est important au nez de la tuyère, CQ qui est favorable ~ la tenuc dc ccttc , tuyère, et ne nécessite donc pas un accroissement de débit du liquide protecteur, si toutes autres choses sont égales d'ailleurs.
,:
~ Des expériences systématiques effectuees par la deman-, ~ ~ deresse ont montré ce résultat surprenant que l'effet d'usure à
:: :
2 ~
.,:
chaud du nez de chaque tuyère par le bain metallique n'etait pas du tout fonction du débit d'oxygèner mais qu'il ~tait fonction inverse d'une part de la teneur en carbone du bain, d'autre part de la concentration de poudre dans le courant d'oxyg~ne, compte tenu de l'effet refroidissant intrinsèque de la substance cons-tituant cette poudre. Le premier de ces deux paramètres, a savoir .
la teneur en carbone du bain, est d'ailleurs plus important que le second.
Le but de la présente invention est de realiser un re-glage à la fois optimal et pratique des debits successifs deliquide protecteur contenant des hydrocarbures, de fa~on à obte-nir une protection efficace des tuyères de soufflage contre leur usure à chaud, pour une co.nsommation minimale de liquide pro-tecteur. `
A cet effet, la présente invention a pour o~jet une méthode de modulation du débit du liquide protecteur periphérique contenant des hydrocarbures, pour protéger efficacement des tuyères soufflant de l'ox~gène pur à travers le fond d'un convertisseur . d'aciérie, afin d'affiner de la fonte liquide en acier, caracté- .
Z0 risée par un réglage en trois phases. La premi~re phase allant du début de l'affinage jusqu'à une teneur en carbone du bain mé-tallique de l'ordre de 0,300% à 0,700% est maintenant caractéri-sée par un débit réduit DR de liquide protecteur égal à: ~
~. DR = 0,4 à 0,6 DN. ~ :
'~ La deuxième phase va ensuite jusqu'à 90% à 95% du : volume total d'oxygène nécessaire pour affiner complètement le ~ bain métallique, et est caractérisée par un débit dit "normal" DN
de liquide protecteur.
La troisième phase, ou phase finale, allant depuis 90%
`30 à 95~ jusqu'à 100% du volume total d'oxygène, est caracterisée par ~-~
un débit excédentaire DE de liquide protecteur égal à:
DE = l.S à 2 DN.
_ 3 -1~2455 Dans tout l'exposé de cette m~thode de modulation du d~bit de liquide protecteur selon l'invention, il faut entendre par d~bit "normal" DN un débit compris entre 0,08 et 0,15 litre/
minute par centimètre de circonférence moyenne de la section de passage du liquid~ protecteur. C'est le débit nécessaire pour assurer une durée de vie satisfaisante des tuyeres de soufflage lorsqu'on marche à débit constant de liquide protecteur du début à la fin de la conversion. C'est aussi, dans la méthode selon la présente invention, le débit du liquide protecteur pendant la -deuxième phase.
Il faut ici distinguer clairement deux subdivisions pratiques dans ce domaine des débits "normaux" de liquide protec-teur compris entre 0,08 et 0,15 litres/minute/centimètre.
Pour une section transversale de passage du liquide pro-tecteur, qu'elle soit constituée d'un anneau continu de très fai-ble largeur, ou au contraire d'une suite de zones discontinues disposées circulairement, relativement élevée, c'est-à-dire compri-se entre S et 20 millimètres carrés par centimatre de circonfé-rence, donc équivalent à un intervalle de 0,S0 à 2 millimètres dans le cas de deux tubes concentriques, le débit "normal" DN de liquide ; protecteur est compris entre 0,12 et 0,15 litre par minute et par centimatre de circonférence. ~-Au contraire, pour une section transversale de passage .: .
~ du liquide protecteur spécialement faible, c'est-à-dire comprise `~ entre 0,6 à S millimètres carrés par centimètre de circonférence, donc équivalant a un intervalle de 0,06 a 0,50 millimetre dans le cas de deux tubes concentriques, le d~bit "normal" de liquide ,i ~ .
protecteur est compris entre 0,08 et 0,12 litre par minute et par centimetre de circonférence.
' 30 Ainsi, pour une tuyere comprenant deux tubes concentri-ques de 21mm/27mm pour l'oxygene et de 28mm/34mm pour le liquide protecteur, le diamètre moyen de l'anneau de passage du liquide ~ ~ .
. . .
^` ' 1~8~55 est de 27,5 mm et sa circonférence moyenne est de 86mm,5, soit 8,65 centim~tres. Le débit "normal" de liquide protecteur dans une telle tuyère, selon la definition mentionnée ci-dessus, est égal à: DN = 0,12 X 8,65 = 1,04 litre/minute.
De même, pour une autre tuyère comprenant deux tubes concentriques de 28mm/34mm pour l'oxygène et de 36mm/42mm pour le liquide protecteur, le diamètre moyen de l'anneau de passage du liquide est de 35mm, et sa circonference moyenne est de -110 millimètres, soit 11 centimètres. Le debit "normal" de li-quide protecteur dans une telle tuyare, selon la définition men-tionnée ci-dessus, est égal à: DN = 0,13 X 11 = 1,43 litre/
minute.
Au contraire, pour une autre tuyère, à section de pas-sage beaucoup plus étroite, comprenant deux tubes concentriques de 28mm/34mm pour l'oxygène et de 34mm/42mm pour le liquide pro-tecteur, dans laquelle la paroi extérieure du tube intérieur est évid~e par de longues cannelures, de très faible profondeur, séparées par des arètes très étroites, et telles que la section de passage du liquide soit de 1 millimètre carré par centimètre de circonférence, la circonférence moyenne pour la section de passage du liquide protecteur est de 107 millim8tres, soit 10,7 centimètres. Le débit "normal" de liquide protecteur dans une telle tuyère, selon la définition mentionnée ci-dessus, est égal ~:
DN = 0,085 X 10,7 = 0,91 litre/minute.
Ceci étane bien defini, l'invention peut comprendre plu-sieurs variantes. Voici les deux variantes principales de la méthode de modulation du débit de liquide protecteur selon l'in-vention, d'abord dans le cas de la fonte phosphoreuse, encore appelée fonte "Thomas", contenant en pratique entre 1,50% et 2,10% de phosphore, pour la première variante, et ensuite dans le cas d'une fonte à basse teneur en phosphore usuelle, encore appelée fonte "h~matite", contenant moins de 0,300% de phosphore, .
. .
Z45~
pour la deuxieme variante. Dans ces deux cas, il s'agit d'obtenir en fin de soufflage à l'oxygène pur des aciers doux ou extra-doux.
Suivant une première variante selon l'invention, appli-cable aux fontes phosphoreuses, la première phase comprend la désiliciation et~la décarburation du bain métallique jusqu'a une teneur en carbone comprise entre 0,700~ et 0,300~, et elle est caractérisée par un débit réduit DR de liquide protecteur égal a:
DR _ 0,4 a 0,6 DN; la deuxieme phase comprend la fin de la décar-buration et la majeure partie de la déphosphoration, jusqu'a ce 19 que 90% à 95% de l'oxygène totai nécessaire ~ la conversion com-plète aient été soufflés, et cette deuxi8me phase est caractérisée par un débit de liquide protecteur égal au débit normal DN; enfin, , . la troisieme phase, allant de 90~ a 95% du soufflage jusqu'a la fin de la conversion, correspond aux tous derniers instants de la déphosphoration, avec un accroissement rapide de l'oxydation du fer, et elle est caractérisée par un débit excédentaire DE de liquide protecteur égal a: DE = 1,5 a 2 DN.
Suivant une deuxieme variante selon l'invention, appli-cable aux fontes a basses teneurs en phosphore usuelles, lorsqu'on .;
veut obtenir des aciers doux ou extra-doux, la première phase com-prend la désiliciation et la décarburation du bain métallique ..
jusqu'à une teneur en carbone comprise entre 0,700~ et 0,300%, et ~
elle est caractérisée par un débit réduit DR de liquide protecteur .~ -égal à: DR = 0,4 à 0,6 DN; la deuxieme phase comprend la suite :~
de la décarburation jusqu'a ce que 90% a 95% de l'oxygene total :~
n~cessaire a la conversion complate ait été souffl~, et cette deuxieme phase est caractérisée par un d~bit de liquide protec-teur ~gal au debit normal DN; enfin, la troisieme ph~se, allant de 90% a 95% du soufflage jusqu'a la fin de la conversion, cor-respond aux tous derniers instants de la d~carburation, avec un . accroissement rapide de l'oxydation du fer, et elle est caracté-risée par un débit excédentaire DE de liquide protecteur égal a: .
DE = 1,5 a 2 DN.
.
~ - 6 - .
~ ~08Z4SS
suivant une caractéristique particulière de la pr~sente invention, s'il s'agit d'élaborer des aciers demi-doux, demi-durs et durs à partir d'une fonte à basse teneur en phosphore par arrêt du carbone "au vol", c'est-~-dire en arretant le soufflage avant d'atteindre les basses teneurs en carbone des aciers doux et extra-doux, donc avant de tomber au-dessous de 0,100% de carbone, la dernière phase de réglage, avec débit excédentaire de liquide pro-tecteur, se trouve supprim~e, c'est-à-dire que la deuxième phase, caractérisée par un débit normal DN de liquide protecteur, ne s'arrête plus à 90% - 95% du soufflage, mais se poursuit jusqu'à
la fin de la conversion, c'est-à-dire jusqu'à l'obtention de la teneur en carbone visée dans le bain métallique.
Tout ce qui précède est, selon l'invention, valable pour un soufflage d'oxygène pur sans aucune poudre en suspension, ou encore pour de l'oxygène pur tenant en suspension de la poudre de chaux introduite avec une concentration inférieure à 3 kilogrammes par mètre cube normal d'oxygène, ou tenant en suspension de la poudre de castine introduite avec une concentration inférieure à
1,5 killogramme par metre cube normal d'oxygène.
Pour des concentrations plus fortes, entrainant un effet refroidissant accru au nez de chaque tuyère, suivant une autre caract~ristique particulière de l'invention, le débit de liquide protecteur de chacune des trois phases se trouve réduit en fonc-tion linéaire de l'exces de concentration de poudre dans l'oxy-gene par rapport aux valeurs mentionnées ci-dessus, suivant une loi de variation telle que, pour une concentration double de ces -~
valeurs, le débit de liquide protecteur se trouve r~duit de moitié.
Comme on le comprend, la m~thode de modulation selon l'invention du débit de liquide protecteur des tuyères présente plusieurs avantages importants.
.~.
~; Tout d'abord, en limitant la modulation à trois phases distinctes, elle conserve un caractère de simplicité qui la rend '' ' ' l~Z45~
, . . .
ais~ment utilisable en pratique.
En second lieu, cette méthode s'adapte de près aux va- .~
riations de vitesse d'attaque à chaud du nez des tuyères par les .:
oxydes de fer, suivant la décroissance de la teneur en carbone du bain métalliq~e, et, par la, elle conduit ~ une consommation de liquide protecteur sensiblement réduite par rapport à la m~thode connue a débit constant pendant tout le souf1age.
Ensuite, le débit de liquide protecteur exc~dentaire par rapport au débit normal, pendant la troisième phase, permet d'ob-tenir, en plu5 de l'effet.de protection, un effet de désoxydation,voire de très légère recarburation, du bain métallique pendant les dernieres secondes du soufflage, par le carbone en provenance du cracking de l'excédent de liquide. Cet excédent ne grève pas sen-siblement la consommation de liquide protecteur, car il n'est in-: .. , troduit que pendant la troisième phase, qui est très courtepuisqu'elle .ne comprend qu'a 5% du volume total d'oxygene a insuffler.
: D'autre part, la correction de débit de liquide protec-teur, dans le sens d'une diminution, lorsque la concentration en poudre~de chaux ou en poudre de castine dans l'oxyg~ne dépasse une '~ certaine valeur, contribue encore a réduire la consommation de liquide protecteur, tout en évitant la formation, au nez des tu- :
` yeres, de "champignons", c'est-a-dire de têtes boursoufflées de -métal solidifiées, nuisibles pour le bon écoulement de l'oxygène : et pour la bonne tenue des tuyeres.
. Un autre avantage de la méthode selon l'invention est .
qu'elle se prête bien a une automatisation, en fonction du volume d'oxygène soufflé depuis le d~but de la conversion. .. ~
~; Afin de bien faire comprendre l'invention, on va décrire ~:
ci-après, a titre d'exemples non limitatifs, deux modes d'applica-: tion de la méthode selon l'invention, le premier suivant la pre-. ~ .
miere variante décrite ci-dessus, le second suivant la deuxieme !~ . : :
;, , ; :
. ,:
:: - 8 -:~08;~4S5 variante.
Dans les deux cas, il s'agit d'un convertisseur de 60 tonnes, dont le fond est muni de 7 tuyères doubles comportant cha-cune un tube de 28mm/34mm pour l'oxygene et un tube de 36mm/42mm pour le liquide ~rote~teur, qui est ici constitué de fuel-oil domestique.
Avec des tuyères de cette dimension, le débit normal DN
de fuel-oil est de l'ordre de 1,43 litre par minute et par tuyère, comme indiqué précédemment. Dans le présent exemple, il est choi-si egal à 1,5 litre par minute et par tuyère.
Selon le premier mode d'application de la méthode, il s'agit d'affiner une fonte phosphoreuse, ou fonte Thomas, en acier extra-doux. La composition de cette fonte phosphoreuse est la suivante: 0,400~ Si - 0,360~ Mn - 3,65% C - 1,82~ P - 0,036% S.
Dans ce premier mode d'application, les trois phases de la méthode selon l'invention sont les suivantes, étant donné que le volume total d'oxygène à souffler est ici de 3360 Nm3/ pour 60 tonnes d'acier.
- lière phase: depuis le début jusqu'à un volume d'oxygène souf-flé de 2.200 Nm3, soit 65,5~ du soufflage total. A cet instant, ; la teneur en carbone du bain n'est pas dosée, mais elle est de ` l'ordre de 0,500%. Pendant toute cette premiere période le débit de fuel-oil est réglé à: DR = 0,5 DN = 0,5 X 1,5 ~ Oj75 litre `
par minute et par tuyere, soit 5,25 litres par minute pour les 7 tuyeres. Dans le présent exemple, cette premiere phase dure 8 ; minutes 1/2.
` - 2ième phase: depuis 2.200 Nm3 d'oxygène soufflé jusqu'à 3.200 Nm3 (soit 95% du soufflage), le débit de fuel-oil est le débit normal DN, ici 1,5 litre par minute et par tuyère, c'est-à-dire 10,5 litres par minute pour les 7 tuyères. Cette deuxième phase englobe la fin de la décarburation, la transition, et la majeure partie de la déphosphoration du bain. A la fin de cette deuxième .. _ g_ :.
~08Z455 .
phase, la teneur en phosphore du bain n'est pas dosée, mais elle est de l'ordre de 0,170%. Dans le présent exemple, cette deuxième phase dure 3 minutes.
- 3ième phase: depuis 3.200 Nm3 d'oxygène soufflé jusqu'à 3.360 Nm3, c'est-à-dir~ jusqu'a la fin du soufflage d'oxygène, compre-nant la fin de la déphosphoration et le debut de la peroxydation du fer, le débit de fuel-oil est le débit excédentaire DE = 1,6 DN = 1,6 X 1,5 = 2,4 litres par minute et par tuyère, soit 16,8 litres par minute pour les 7 tuyères. A la fin de cette troisième et dernière phase, la teneur en phosphore du bain m~- ~ ?
tallique dans le convertisseur est dosée; elle est égale à 0,024%.
~e son côté, la teneur en carbone est égale à 0,033%. Dans le présent exemple, cette troisième phase dure 30 secondes.
La consommation de fuel-oil pendant tout le soufflage est ainsi de:
t 5,25 X 8,5 ~ 10,5 X 3 + 16,8 X 0,5 = 44,6 ~ 31,5 + 8,4 = 84,5 li-tres, soit 84,5 = 1,4 litre par tonne d'acier produit.
` 60 La méthode connue, à débit constant de fuel-oil, conduit à une consommation d'environ 2,4 litres par tonne d'acier pour un -convertisseur de 60 tonnes. Le gain dû à la présente méthode de ~
~.
modulation selon l'invention est ainsi de 1 litre par tonne, SoLt 42%.
Dans toute l'opération précédente, la concentration en poudre de chaux est restée à tout instant inférieure à 3 Kg par -Mm3 d'oxygène et n'a pas nécessité de correction spéciale du débit ; , ~ de fuel-oil. La poudre de castine n'a pas été utilisée. I
`! ~ , Selon le deuxième mode d'application de la méthode, don- ;
né ici a titre d'exemple non limitatif, il s'agit d'affiner une f~n~e,~ basse teneur en phosphore, dite fonte "hématite", pré-sentant la composition suivante: 0,800% Si - 0,700~ Mn - 4,4% C -., . ~
~ 0,160% P - 0,038% S.
.
Dans ce deuxi~me mode d'application, les trois phases .
. ,s,. .. . . . ~. ., , . - . , . . .................... . ; .
.", ~. . . . . .. . . . . .. . . .
~ 1~8245~ `
de la methode selon l'invention sont les suivantes, etant donne que le volume total d'oxygène à souffler est de 3.060 Nm3 pour 60 tonnes d'acier liquide.
- llère Phase: depuis le debut jusqu'à un volume d'oxygène souf-fle de 2.450 Nm3, soit 80% du soufflage total. A cet instant, la teneur en carbone du bain n'est pas dosee, mais elle est de l'ordre de 0,600%. Cette première phase qui, dans le présent exemple, dure 9 minutes, se subdivise en deux parties, car, pendant les trois premières minutes, la concentration en poudre de chaux dans le courant d'oxygène pur atteint 4 Kg par Nm3 d'oxygène, donc elle dépasse 3 Kg par Nm3 d'oxygène, afin d'eviter les projections re-sultant de la haute teneur en silicium de la fonte hématite. En-suite, pendant les six dernières minutes de cette première phase, le débit de poudre de chaux, est réglé a une valeur inferieure à
.,:
chaud du nez de chaque tuyère par le bain metallique n'etait pas du tout fonction du débit d'oxygèner mais qu'il ~tait fonction inverse d'une part de la teneur en carbone du bain, d'autre part de la concentration de poudre dans le courant d'oxyg~ne, compte tenu de l'effet refroidissant intrinsèque de la substance cons-tituant cette poudre. Le premier de ces deux paramètres, a savoir .
la teneur en carbone du bain, est d'ailleurs plus important que le second.
Le but de la présente invention est de realiser un re-glage à la fois optimal et pratique des debits successifs deliquide protecteur contenant des hydrocarbures, de fa~on à obte-nir une protection efficace des tuyères de soufflage contre leur usure à chaud, pour une co.nsommation minimale de liquide pro-tecteur. `
A cet effet, la présente invention a pour o~jet une méthode de modulation du débit du liquide protecteur periphérique contenant des hydrocarbures, pour protéger efficacement des tuyères soufflant de l'ox~gène pur à travers le fond d'un convertisseur . d'aciérie, afin d'affiner de la fonte liquide en acier, caracté- .
Z0 risée par un réglage en trois phases. La premi~re phase allant du début de l'affinage jusqu'à une teneur en carbone du bain mé-tallique de l'ordre de 0,300% à 0,700% est maintenant caractéri-sée par un débit réduit DR de liquide protecteur égal à: ~
~. DR = 0,4 à 0,6 DN. ~ :
'~ La deuxième phase va ensuite jusqu'à 90% à 95% du : volume total d'oxygène nécessaire pour affiner complètement le ~ bain métallique, et est caractérisée par un débit dit "normal" DN
de liquide protecteur.
La troisième phase, ou phase finale, allant depuis 90%
`30 à 95~ jusqu'à 100% du volume total d'oxygène, est caracterisée par ~-~
un débit excédentaire DE de liquide protecteur égal à:
DE = l.S à 2 DN.
_ 3 -1~2455 Dans tout l'exposé de cette m~thode de modulation du d~bit de liquide protecteur selon l'invention, il faut entendre par d~bit "normal" DN un débit compris entre 0,08 et 0,15 litre/
minute par centimètre de circonférence moyenne de la section de passage du liquid~ protecteur. C'est le débit nécessaire pour assurer une durée de vie satisfaisante des tuyeres de soufflage lorsqu'on marche à débit constant de liquide protecteur du début à la fin de la conversion. C'est aussi, dans la méthode selon la présente invention, le débit du liquide protecteur pendant la -deuxième phase.
Il faut ici distinguer clairement deux subdivisions pratiques dans ce domaine des débits "normaux" de liquide protec-teur compris entre 0,08 et 0,15 litres/minute/centimètre.
Pour une section transversale de passage du liquide pro-tecteur, qu'elle soit constituée d'un anneau continu de très fai-ble largeur, ou au contraire d'une suite de zones discontinues disposées circulairement, relativement élevée, c'est-à-dire compri-se entre S et 20 millimètres carrés par centimatre de circonfé-rence, donc équivalent à un intervalle de 0,S0 à 2 millimètres dans le cas de deux tubes concentriques, le débit "normal" DN de liquide ; protecteur est compris entre 0,12 et 0,15 litre par minute et par centimatre de circonférence. ~-Au contraire, pour une section transversale de passage .: .
~ du liquide protecteur spécialement faible, c'est-à-dire comprise `~ entre 0,6 à S millimètres carrés par centimètre de circonférence, donc équivalant a un intervalle de 0,06 a 0,50 millimetre dans le cas de deux tubes concentriques, le d~bit "normal" de liquide ,i ~ .
protecteur est compris entre 0,08 et 0,12 litre par minute et par centimetre de circonférence.
' 30 Ainsi, pour une tuyere comprenant deux tubes concentri-ques de 21mm/27mm pour l'oxygene et de 28mm/34mm pour le liquide protecteur, le diamètre moyen de l'anneau de passage du liquide ~ ~ .
. . .
^` ' 1~8~55 est de 27,5 mm et sa circonférence moyenne est de 86mm,5, soit 8,65 centim~tres. Le débit "normal" de liquide protecteur dans une telle tuyère, selon la definition mentionnée ci-dessus, est égal à: DN = 0,12 X 8,65 = 1,04 litre/minute.
De même, pour une autre tuyère comprenant deux tubes concentriques de 28mm/34mm pour l'oxygène et de 36mm/42mm pour le liquide protecteur, le diamètre moyen de l'anneau de passage du liquide est de 35mm, et sa circonference moyenne est de -110 millimètres, soit 11 centimètres. Le debit "normal" de li-quide protecteur dans une telle tuyare, selon la définition men-tionnée ci-dessus, est égal à: DN = 0,13 X 11 = 1,43 litre/
minute.
Au contraire, pour une autre tuyère, à section de pas-sage beaucoup plus étroite, comprenant deux tubes concentriques de 28mm/34mm pour l'oxygène et de 34mm/42mm pour le liquide pro-tecteur, dans laquelle la paroi extérieure du tube intérieur est évid~e par de longues cannelures, de très faible profondeur, séparées par des arètes très étroites, et telles que la section de passage du liquide soit de 1 millimètre carré par centimètre de circonférence, la circonférence moyenne pour la section de passage du liquide protecteur est de 107 millim8tres, soit 10,7 centimètres. Le débit "normal" de liquide protecteur dans une telle tuyère, selon la définition mentionnée ci-dessus, est égal ~:
DN = 0,085 X 10,7 = 0,91 litre/minute.
Ceci étane bien defini, l'invention peut comprendre plu-sieurs variantes. Voici les deux variantes principales de la méthode de modulation du débit de liquide protecteur selon l'in-vention, d'abord dans le cas de la fonte phosphoreuse, encore appelée fonte "Thomas", contenant en pratique entre 1,50% et 2,10% de phosphore, pour la première variante, et ensuite dans le cas d'une fonte à basse teneur en phosphore usuelle, encore appelée fonte "h~matite", contenant moins de 0,300% de phosphore, .
. .
Z45~
pour la deuxieme variante. Dans ces deux cas, il s'agit d'obtenir en fin de soufflage à l'oxygène pur des aciers doux ou extra-doux.
Suivant une première variante selon l'invention, appli-cable aux fontes phosphoreuses, la première phase comprend la désiliciation et~la décarburation du bain métallique jusqu'a une teneur en carbone comprise entre 0,700~ et 0,300~, et elle est caractérisée par un débit réduit DR de liquide protecteur égal a:
DR _ 0,4 a 0,6 DN; la deuxieme phase comprend la fin de la décar-buration et la majeure partie de la déphosphoration, jusqu'a ce 19 que 90% à 95% de l'oxygène totai nécessaire ~ la conversion com-plète aient été soufflés, et cette deuxi8me phase est caractérisée par un débit de liquide protecteur égal au débit normal DN; enfin, , . la troisieme phase, allant de 90~ a 95% du soufflage jusqu'a la fin de la conversion, correspond aux tous derniers instants de la déphosphoration, avec un accroissement rapide de l'oxydation du fer, et elle est caractérisée par un débit excédentaire DE de liquide protecteur égal a: DE = 1,5 a 2 DN.
Suivant une deuxieme variante selon l'invention, appli-cable aux fontes a basses teneurs en phosphore usuelles, lorsqu'on .;
veut obtenir des aciers doux ou extra-doux, la première phase com-prend la désiliciation et la décarburation du bain métallique ..
jusqu'à une teneur en carbone comprise entre 0,700~ et 0,300%, et ~
elle est caractérisée par un débit réduit DR de liquide protecteur .~ -égal à: DR = 0,4 à 0,6 DN; la deuxieme phase comprend la suite :~
de la décarburation jusqu'a ce que 90% a 95% de l'oxygene total :~
n~cessaire a la conversion complate ait été souffl~, et cette deuxieme phase est caractérisée par un d~bit de liquide protec-teur ~gal au debit normal DN; enfin, la troisieme ph~se, allant de 90% a 95% du soufflage jusqu'a la fin de la conversion, cor-respond aux tous derniers instants de la d~carburation, avec un . accroissement rapide de l'oxydation du fer, et elle est caracté-risée par un débit excédentaire DE de liquide protecteur égal a: .
DE = 1,5 a 2 DN.
.
~ - 6 - .
~ ~08Z4SS
suivant une caractéristique particulière de la pr~sente invention, s'il s'agit d'élaborer des aciers demi-doux, demi-durs et durs à partir d'une fonte à basse teneur en phosphore par arrêt du carbone "au vol", c'est-~-dire en arretant le soufflage avant d'atteindre les basses teneurs en carbone des aciers doux et extra-doux, donc avant de tomber au-dessous de 0,100% de carbone, la dernière phase de réglage, avec débit excédentaire de liquide pro-tecteur, se trouve supprim~e, c'est-à-dire que la deuxième phase, caractérisée par un débit normal DN de liquide protecteur, ne s'arrête plus à 90% - 95% du soufflage, mais se poursuit jusqu'à
la fin de la conversion, c'est-à-dire jusqu'à l'obtention de la teneur en carbone visée dans le bain métallique.
Tout ce qui précède est, selon l'invention, valable pour un soufflage d'oxygène pur sans aucune poudre en suspension, ou encore pour de l'oxygène pur tenant en suspension de la poudre de chaux introduite avec une concentration inférieure à 3 kilogrammes par mètre cube normal d'oxygène, ou tenant en suspension de la poudre de castine introduite avec une concentration inférieure à
1,5 killogramme par metre cube normal d'oxygène.
Pour des concentrations plus fortes, entrainant un effet refroidissant accru au nez de chaque tuyère, suivant une autre caract~ristique particulière de l'invention, le débit de liquide protecteur de chacune des trois phases se trouve réduit en fonc-tion linéaire de l'exces de concentration de poudre dans l'oxy-gene par rapport aux valeurs mentionnées ci-dessus, suivant une loi de variation telle que, pour une concentration double de ces -~
valeurs, le débit de liquide protecteur se trouve r~duit de moitié.
Comme on le comprend, la m~thode de modulation selon l'invention du débit de liquide protecteur des tuyères présente plusieurs avantages importants.
.~.
~; Tout d'abord, en limitant la modulation à trois phases distinctes, elle conserve un caractère de simplicité qui la rend '' ' ' l~Z45~
, . . .
ais~ment utilisable en pratique.
En second lieu, cette méthode s'adapte de près aux va- .~
riations de vitesse d'attaque à chaud du nez des tuyères par les .:
oxydes de fer, suivant la décroissance de la teneur en carbone du bain métalliq~e, et, par la, elle conduit ~ une consommation de liquide protecteur sensiblement réduite par rapport à la m~thode connue a débit constant pendant tout le souf1age.
Ensuite, le débit de liquide protecteur exc~dentaire par rapport au débit normal, pendant la troisième phase, permet d'ob-tenir, en plu5 de l'effet.de protection, un effet de désoxydation,voire de très légère recarburation, du bain métallique pendant les dernieres secondes du soufflage, par le carbone en provenance du cracking de l'excédent de liquide. Cet excédent ne grève pas sen-siblement la consommation de liquide protecteur, car il n'est in-: .. , troduit que pendant la troisième phase, qui est très courtepuisqu'elle .ne comprend qu'a 5% du volume total d'oxygene a insuffler.
: D'autre part, la correction de débit de liquide protec-teur, dans le sens d'une diminution, lorsque la concentration en poudre~de chaux ou en poudre de castine dans l'oxyg~ne dépasse une '~ certaine valeur, contribue encore a réduire la consommation de liquide protecteur, tout en évitant la formation, au nez des tu- :
` yeres, de "champignons", c'est-a-dire de têtes boursoufflées de -métal solidifiées, nuisibles pour le bon écoulement de l'oxygène : et pour la bonne tenue des tuyeres.
. Un autre avantage de la méthode selon l'invention est .
qu'elle se prête bien a une automatisation, en fonction du volume d'oxygène soufflé depuis le d~but de la conversion. .. ~
~; Afin de bien faire comprendre l'invention, on va décrire ~:
ci-après, a titre d'exemples non limitatifs, deux modes d'applica-: tion de la méthode selon l'invention, le premier suivant la pre-. ~ .
miere variante décrite ci-dessus, le second suivant la deuxieme !~ . : :
;, , ; :
. ,:
:: - 8 -:~08;~4S5 variante.
Dans les deux cas, il s'agit d'un convertisseur de 60 tonnes, dont le fond est muni de 7 tuyères doubles comportant cha-cune un tube de 28mm/34mm pour l'oxygene et un tube de 36mm/42mm pour le liquide ~rote~teur, qui est ici constitué de fuel-oil domestique.
Avec des tuyères de cette dimension, le débit normal DN
de fuel-oil est de l'ordre de 1,43 litre par minute et par tuyère, comme indiqué précédemment. Dans le présent exemple, il est choi-si egal à 1,5 litre par minute et par tuyère.
Selon le premier mode d'application de la méthode, il s'agit d'affiner une fonte phosphoreuse, ou fonte Thomas, en acier extra-doux. La composition de cette fonte phosphoreuse est la suivante: 0,400~ Si - 0,360~ Mn - 3,65% C - 1,82~ P - 0,036% S.
Dans ce premier mode d'application, les trois phases de la méthode selon l'invention sont les suivantes, étant donné que le volume total d'oxygène à souffler est ici de 3360 Nm3/ pour 60 tonnes d'acier.
- lière phase: depuis le début jusqu'à un volume d'oxygène souf-flé de 2.200 Nm3, soit 65,5~ du soufflage total. A cet instant, ; la teneur en carbone du bain n'est pas dosée, mais elle est de ` l'ordre de 0,500%. Pendant toute cette premiere période le débit de fuel-oil est réglé à: DR = 0,5 DN = 0,5 X 1,5 ~ Oj75 litre `
par minute et par tuyere, soit 5,25 litres par minute pour les 7 tuyeres. Dans le présent exemple, cette premiere phase dure 8 ; minutes 1/2.
` - 2ième phase: depuis 2.200 Nm3 d'oxygène soufflé jusqu'à 3.200 Nm3 (soit 95% du soufflage), le débit de fuel-oil est le débit normal DN, ici 1,5 litre par minute et par tuyère, c'est-à-dire 10,5 litres par minute pour les 7 tuyères. Cette deuxième phase englobe la fin de la décarburation, la transition, et la majeure partie de la déphosphoration du bain. A la fin de cette deuxième .. _ g_ :.
~08Z455 .
phase, la teneur en phosphore du bain n'est pas dosée, mais elle est de l'ordre de 0,170%. Dans le présent exemple, cette deuxième phase dure 3 minutes.
- 3ième phase: depuis 3.200 Nm3 d'oxygène soufflé jusqu'à 3.360 Nm3, c'est-à-dir~ jusqu'a la fin du soufflage d'oxygène, compre-nant la fin de la déphosphoration et le debut de la peroxydation du fer, le débit de fuel-oil est le débit excédentaire DE = 1,6 DN = 1,6 X 1,5 = 2,4 litres par minute et par tuyère, soit 16,8 litres par minute pour les 7 tuyères. A la fin de cette troisième et dernière phase, la teneur en phosphore du bain m~- ~ ?
tallique dans le convertisseur est dosée; elle est égale à 0,024%.
~e son côté, la teneur en carbone est égale à 0,033%. Dans le présent exemple, cette troisième phase dure 30 secondes.
La consommation de fuel-oil pendant tout le soufflage est ainsi de:
t 5,25 X 8,5 ~ 10,5 X 3 + 16,8 X 0,5 = 44,6 ~ 31,5 + 8,4 = 84,5 li-tres, soit 84,5 = 1,4 litre par tonne d'acier produit.
` 60 La méthode connue, à débit constant de fuel-oil, conduit à une consommation d'environ 2,4 litres par tonne d'acier pour un -convertisseur de 60 tonnes. Le gain dû à la présente méthode de ~
~.
modulation selon l'invention est ainsi de 1 litre par tonne, SoLt 42%.
Dans toute l'opération précédente, la concentration en poudre de chaux est restée à tout instant inférieure à 3 Kg par -Mm3 d'oxygène et n'a pas nécessité de correction spéciale du débit ; , ~ de fuel-oil. La poudre de castine n'a pas été utilisée. I
`! ~ , Selon le deuxième mode d'application de la méthode, don- ;
né ici a titre d'exemple non limitatif, il s'agit d'affiner une f~n~e,~ basse teneur en phosphore, dite fonte "hématite", pré-sentant la composition suivante: 0,800% Si - 0,700~ Mn - 4,4% C -., . ~
~ 0,160% P - 0,038% S.
.
Dans ce deuxi~me mode d'application, les trois phases .
. ,s,. .. . . . ~. ., , . - . , . . .................... . ; .
.", ~. . . . . .. . . . . .. . . .
~ 1~8245~ `
de la methode selon l'invention sont les suivantes, etant donne que le volume total d'oxygène à souffler est de 3.060 Nm3 pour 60 tonnes d'acier liquide.
- llère Phase: depuis le debut jusqu'à un volume d'oxygène souf-fle de 2.450 Nm3, soit 80% du soufflage total. A cet instant, la teneur en carbone du bain n'est pas dosee, mais elle est de l'ordre de 0,600%. Cette première phase qui, dans le présent exemple, dure 9 minutes, se subdivise en deux parties, car, pendant les trois premières minutes, la concentration en poudre de chaux dans le courant d'oxygène pur atteint 4 Kg par Nm3 d'oxygène, donc elle dépasse 3 Kg par Nm3 d'oxygène, afin d'eviter les projections re-sultant de la haute teneur en silicium de la fonte hématite. En-suite, pendant les six dernières minutes de cette première phase, le débit de poudre de chaux, est réglé a une valeur inferieure à
3 Kg/Nm3 d'oxygène. Il en résulte que la modulation du débit de fuel-oil pendant les deux parties de cette première phase est la suivante:
- Pendant les trois premières minutes, le débit réduit de fuel-oil par tuyère est égal à:
DRl = 0,5 DN X 5/6 = 0,5 ~ 1,5 X 0,833 = 0,625 litre par minute et par tuyère, soit 4,375 litres par minute pour les 7 tuyeres.
- Pendant les six dernieres minutes de la première phase, -~; le débit réduit de fuel-oil par tuyère est ~gal à:
DR2 = 0~5 X 1,5 = 0,75 litre/minute/tuyère, soit 5,25 litres par ~ i ~;~ minute pour les 7 tuyères.
j~ - 2iëme phase: depuis 2.450 Nm3 d'oxygène soufflé jusqu'à 2.900 Nm3 (soit 94,8% du soufflage), le débi~ de fuel-oil est le débit normal DN, ici 1,5 litre par minute et par tuyère, c'est-à-dire 10,5 litres par minute pour les 7 tuyères. A la fin de cette ~3~0 deuxième phase, la teneur en carbone du bain métallique n'est pas ;~ dosée, mais on sait qu'elle est de l'ordre de 0,130%. Dans le ~ présent exemple, cette deuxième phase dure 1 minute et demie.
.
- 3ième phase: depuis 2.900 Nm3 d'oxygène soufflé jusqù'à
3.060 Nm3, c'est-~-dire jusqu'~ la fin du soufflage d'oxygène, comprenant la fin de la décarburation et le début de la peroxyda-tion du fer, le débit d'oxygène est le débit excédentaire:
DE = 1,6 DN - L,6 ~ 1,5 - 2,4 litres par minute et par tuy~re, soit 16,8 litres par minute pour les 7 tuyères. A la fin de cette troisième et derniere phase, la teneur en carbone du bain métal-lique dans le conver~isseur est dosée: elle est égale à 0,034~.
Dans le présent exemple, cette troisième et dernière phase dure 30 secondes.
La consommation de fuel-oil pendant tout le soufflage est ainsi de: 4,375 x 3 ~ 5,25 x 6 ~ 10,5 x 1,5 t 2,4 x 0,5 -13,125 ~ 31,5 ~ 15,75 ~ 1,2 = 61,575 litres, soit: CIL~ = 1,02 litre par tonne d'acier produit.
Dans toute l'opération précédente, en dehors des trois premières minutes, la concentration en poudre de chaux dans l'oxy-gene est restée constamment inférieure à 3 Kg/Nm3 d'oxygène souf-flé, si bien qu'aucune autre correction de débit de fuel-oil n'a dû être apportée en dehors des trois premières minutes de soufflage.
Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et perfectionnements de détails, de même qu'envisager l'emploi de moyens équivalents.
Dans tout ce qui précède, il n'a pas été tenu compte, j ;
pour la clarté de l'expos8 des petites corrections accidentelles ~ de débit de liquide protecteur parfois réalisées, d'une tuy~re ;` à l'autre, afin de ralentir une vitesse d'usure accidentellement ; ~ trop forte sur une certaine tuyère, ou, en sens contraire, afin d'éviter la formation de "champignons" trop importants sur telle ou telle tuyere. Ces corrections, bien connues, sont d'ailleurs assez rares en pratique, et faciles a mettre en oeuvre, surtout lorsque le réglage de débit de liquide protecteur est assuré
. .
tuyere par tuyere.
Donc, en laissant de c8té ces petites variations acci-dentelles d'une tuyère ~ l'autre, les débits DR, DN et DE men-tionnés ci-dessus s'entendent, à un multiple pres, qui est le nom-bre de tuyères, soit pour le debit individuel de liquide protec-teur par tuyere, soit poux l'ensemble des tuyeres du fond du convertisseur.
- . . ~,. . ., . - .
,.
- Pendant les trois premières minutes, le débit réduit de fuel-oil par tuyère est égal à:
DRl = 0,5 DN X 5/6 = 0,5 ~ 1,5 X 0,833 = 0,625 litre par minute et par tuyère, soit 4,375 litres par minute pour les 7 tuyeres.
- Pendant les six dernieres minutes de la première phase, -~; le débit réduit de fuel-oil par tuyère est ~gal à:
DR2 = 0~5 X 1,5 = 0,75 litre/minute/tuyère, soit 5,25 litres par ~ i ~;~ minute pour les 7 tuyères.
j~ - 2iëme phase: depuis 2.450 Nm3 d'oxygène soufflé jusqu'à 2.900 Nm3 (soit 94,8% du soufflage), le débi~ de fuel-oil est le débit normal DN, ici 1,5 litre par minute et par tuyère, c'est-à-dire 10,5 litres par minute pour les 7 tuyères. A la fin de cette ~3~0 deuxième phase, la teneur en carbone du bain métallique n'est pas ;~ dosée, mais on sait qu'elle est de l'ordre de 0,130%. Dans le ~ présent exemple, cette deuxième phase dure 1 minute et demie.
.
- 3ième phase: depuis 2.900 Nm3 d'oxygène soufflé jusqù'à
3.060 Nm3, c'est-~-dire jusqu'~ la fin du soufflage d'oxygène, comprenant la fin de la décarburation et le début de la peroxyda-tion du fer, le débit d'oxygène est le débit excédentaire:
DE = 1,6 DN - L,6 ~ 1,5 - 2,4 litres par minute et par tuy~re, soit 16,8 litres par minute pour les 7 tuyères. A la fin de cette troisième et derniere phase, la teneur en carbone du bain métal-lique dans le conver~isseur est dosée: elle est égale à 0,034~.
Dans le présent exemple, cette troisième et dernière phase dure 30 secondes.
La consommation de fuel-oil pendant tout le soufflage est ainsi de: 4,375 x 3 ~ 5,25 x 6 ~ 10,5 x 1,5 t 2,4 x 0,5 -13,125 ~ 31,5 ~ 15,75 ~ 1,2 = 61,575 litres, soit: CIL~ = 1,02 litre par tonne d'acier produit.
Dans toute l'opération précédente, en dehors des trois premières minutes, la concentration en poudre de chaux dans l'oxy-gene est restée constamment inférieure à 3 Kg/Nm3 d'oxygène souf-flé, si bien qu'aucune autre correction de débit de fuel-oil n'a dû être apportée en dehors des trois premières minutes de soufflage.
Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et perfectionnements de détails, de même qu'envisager l'emploi de moyens équivalents.
Dans tout ce qui précède, il n'a pas été tenu compte, j ;
pour la clarté de l'expos8 des petites corrections accidentelles ~ de débit de liquide protecteur parfois réalisées, d'une tuy~re ;` à l'autre, afin de ralentir une vitesse d'usure accidentellement ; ~ trop forte sur une certaine tuyère, ou, en sens contraire, afin d'éviter la formation de "champignons" trop importants sur telle ou telle tuyere. Ces corrections, bien connues, sont d'ailleurs assez rares en pratique, et faciles a mettre en oeuvre, surtout lorsque le réglage de débit de liquide protecteur est assuré
. .
tuyere par tuyere.
Donc, en laissant de c8té ces petites variations acci-dentelles d'une tuyère ~ l'autre, les débits DR, DN et DE men-tionnés ci-dessus s'entendent, à un multiple pres, qui est le nom-bre de tuyères, soit pour le debit individuel de liquide protec-teur par tuyere, soit poux l'ensemble des tuyeres du fond du convertisseur.
- . . ~,. . ., . - .
,.
Claims (7)
1. Méthode de protection des tuyères de soufflage d'oxy-gène pur à travers un fond de convertisseur d'aciérie, par modula-tion du débit d'un liquide protecteur périphérique contenant des hydrocarbures, caractérisée par un réglage à trois phases, la première phase allant du début de l'affinage jusqu'à une teneur en carbone du bain métallique de l'ordre de 0,300% à 0,700% et étant caractérisée par un débit réduit DR de liquide protecteur égal à:
DR = 0,4 à 0,6 DN, la deuxième phase allant ensuite jusqu'à ce que 90% à 95% du volume total d'oxygène nécessaire pour affiner complètement le bain métallique ait été soufflé, et étant carac-térisée par un débit dit "normal" DN de liquide protecteur, et la troisième phase, ou phase finale, allant depuis 90% à 95% jusqu'à
100% du volume total d'oxygène nécessaire, et étant caractérisée par un débit excédentaire DE de liquide protecteur égal à:
DE = 1,5 à 2 DN, la définition du débit "normal" DN devant s'en-tendre comme un débit compris entre 0,08 et 0,15 litre/minute par centimètre de circonférence moyenne de la section de passage du liquide protecteur dans chacune desdites tuyères.
DR = 0,4 à 0,6 DN, la deuxième phase allant ensuite jusqu'à ce que 90% à 95% du volume total d'oxygène nécessaire pour affiner complètement le bain métallique ait été soufflé, et étant carac-térisée par un débit dit "normal" DN de liquide protecteur, et la troisième phase, ou phase finale, allant depuis 90% à 95% jusqu'à
100% du volume total d'oxygène nécessaire, et étant caractérisée par un débit excédentaire DE de liquide protecteur égal à:
DE = 1,5 à 2 DN, la définition du débit "normal" DN devant s'en-tendre comme un débit compris entre 0,08 et 0,15 litre/minute par centimètre de circonférence moyenne de la section de passage du liquide protecteur dans chacune desdites tuyères.
2. Méthode de protection des tuyères de soufflage selon la revendication 1, caractérisée en ce que, pour une section trans-versale de passage du liquide protecteur dans chaque tuyère com-prise entre 5 et 20 millimètres carrés par centimètre de circon-férence, le débit "normal" DN de liquide protecteur est compris entre 0,12 et 0,15 litre par minute et par centimètre de circon-férence.
3. Méthode de protection des tuyères de soufflage selon la revendication 1, caractérisée en ce que, pour une section transversale de passage du liquide protecteur dans chaque tuyère comprise entre 0,6 et 5 millimètres carrés par centimètre de circonférence, le débit "normal" DN de liquide protecteur est compris entre 0,08 et 0,12 litres par minute et par centimètre de circonférence.
4. Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, applicable à la conversion des fontes phosphoreuses, contenant entre 1,50% et 2,10% de phosphore, caractérisée en ce que la pre-mière phase comprend la désiliciation et la décarburation du bain métallique jusqu'à une teneur en carbone comprise entre 0,700% et 0,300%, la deuxième phase comprend la fin de la décarburation et la majeure partie de la déphosphoration, et la troisième phase comprend la fin de la déphosphoration, avec un accroissement rapide de l'oxydation du fer.
5. Méthode selon la revendication 1, applicable à la conversion en aciers doux et extra-doux des fontes à basses te-neurs en phosphore, caractérisée en ce que, la première phase comprend la désiliciation et la décarburation du bain métallique jusqu'à une teneur en carbone comprise entre 0,700% et 0,300%, la deuxième phase comprend la suite de la décarburation, jusqu'à
ce que 90% à 95% de l'oxygène nécessaire à la conversion complète ait été soufflé, et la troisième phase comprend la fin de la décarburation, avec un accroissement rapide de l'oxydation du fer.
ce que 90% à 95% de l'oxygène nécessaire à la conversion complète ait été soufflé, et la troisième phase comprend la fin de la décarburation, avec un accroissement rapide de l'oxydation du fer.
6. Méthode selon la revendication 5, applicable à la conversion en aciers demi-doux, demi-durs et durs, des fontes à
basses teneurs en phosphore, contenant moins de 0,300% de phosphore, par arrêt du carbone "au vol", c'est-à-dire un peu au-dessus de 0,100% de carbone, caractérisée en ce que la troisième phase de réglage, avec débit excédentaire de liquide protecteur, se trouve supprimée, c'est-à-dire que la deuxième phase, avec débit normal de liquide protecteur, se poursuit jusqu'a la fin de la conversion, c'est-a-dire jusqu'a l'obtention de la teneur en carbone visée dans le bain métallique.
basses teneurs en phosphore, contenant moins de 0,300% de phosphore, par arrêt du carbone "au vol", c'est-à-dire un peu au-dessus de 0,100% de carbone, caractérisée en ce que la troisième phase de réglage, avec débit excédentaire de liquide protecteur, se trouve supprimée, c'est-à-dire que la deuxième phase, avec débit normal de liquide protecteur, se poursuit jusqu'a la fin de la conversion, c'est-a-dire jusqu'a l'obtention de la teneur en carbone visée dans le bain métallique.
7. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'oxygène soufflé contient, en suspension, de la poudre de chaux ou de castine et en ce que, pour des concentrations en poudre de chaux dans l'oxygène supérieures à 3 kilogrammes par Nm3 d'oxygène, ou pour des concentrations en poudre de castine dans l'oxygène supérieures à 1,5 kilogrammes par Nm3 d'oxygène, le débit de liquide protecteur de chacune des trois phases se trouve réduit en fonction linéaire de l'excès de concentration de poudre dans l'oxygène par rapport à l'une ou à l'autre des deux valeurs mentionnées ci-dessus, suivant une loi de variation linéaire telle que, pour une concentration double de ces valeurs, le débit de liquide protecteur se trouve réduit de moitié.
Applications Claiming Priority (2)
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