LU85935A1 - Procede pour controler l'etat thermique,respectivement l'usure,d'un ensemble de fond de convertisseur garni de tuyeres - Google Patents
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Description
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CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CENTRUM V00R RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif -Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique) .
Procédé pour contrôler l'état thermique, respectivement l'usure, d'un ensemble de fond de convertisseur garni de tuyères.
La présente invention concerne un procédé pour contrôler l'état thermique, respectivement l'usure, d'un ensemble de fond de convertisseur garni de tuyères, tel qu'un fond de convertisseur à soufflage par le fond ou à soufflage combiné.
Au sens de la présente description, il faut entendre par l'expression "ensemble de fond de convertisseur", l'ensemble constitué par le fond de convertisseur proprement dit et par' les tuyères logées dans ce fond. Ces tuyères sont des tuyères doubles, permettant de souffler par exemple de l'oxygène par le tube central et un gaz de protection par l'anneau périphérique; un gaz comme l'argon, l'azote ou l'air, ou des mélanges de gaz peuvent aussi être soufflés par ces tuyères.
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On sait qu'un fond de convertisseur, ainsi que les tuyères de soufflage qui y sont logées, peut subir une usure importante due aux sollicitations thermiques et mécaniques sévères auxquelles il est soumis. L'usure thermique résulte notamment des chocs thermiques auxquels le fond et les tuyères sont soumis en service; elle s'accompagne d'une usure mécanique du fond par abrasion sous l'effet des mouvements du bain de métal. Selon les séquences de soufflage par le fond et les déplacements du convertisseur, ces mouvements du bain peuvent conduire à une protection moins efficace des tuyères et à une consommation accrue de celles-ci.
Ce phénomène d'usure se produit cependant de façon irrégulière, tant dans le temps que dans l'espace, de telle sorte qu'il est extrêmement difficile d'évaluer de façon réaliste l'état du fond et des tuyères durant l'utilisation du convertisseur.
De même, on sait qu'avant de pouvoir être mis en service industriel, un nouveau fond doit subir une cuisson pendant une durée suffisante pour qu'il acquière la résistance mécanique et le caractère réfractaire requis.
A la connaissance du demandeur, il n'est pas possible actuellement de surveiller directement le régime thermique, et par conséquent le degré de cuisson, du fond de convertisseur et de déterminer avec certitude le moment où il a acquis ses propriétés nécessaires et où il peut par conséquent être mis en service.
La présente invention a précisément pour objet un procédé permettant de remédier à ces inconvénients.
A cet effet, le procédé qui fait l'objet de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on mesure, de - 3 - préférence en .continu, la température en au moins un point situé au sein de l'ensemble de fond du convertisseur, en ce que l'on détermine le champ de températures régnant dans le dit ensemble de fond et en ce que l'on surveille l'évolution du dit champ de températures.
Selon une modalité d'application particulière du procédé de l'invention, on détermine le dit champ de températures au cours de la cuisson de l'ensemble de fond du convertisseur, on compare le champ de températures mesuré., avec un champ de températures idéal assurant au dit ensemble de fond les caractéristiques de résistance mécanique et thermique requises, on modifie les conditions de la cuisson de façon à annuler les écarts constatés entre le champ de températures mesuré et le champ de températures idéal et on maintient les dites conditions de cuisson modifiées pendant le temps nécessaire à l'obtention des dites caractéristiques.
Selon une autre modalité d'application du procédé de l'invention, on détermine l'évolution du dit champ de températures pendant le fonctionnement du dit convertisseur, on détecte la disparition de points de mesure et on en déduit la vitesse de progression et/ou la distribution de l'usure du dit ensemble de fond.
Dans le cadre de la présente invention, la mesure des températures est réalisée par des pyromètres, de préférence des thermocouples, placés aux points de mesure choisis. A cet égard, il est avantageux de placer des pyromètres à différentes profondeurs dans le fond, et de les répartir sur la section du fond.
On peut utiliser à cet effet différents types de pyromètres, et en particulier, parmi les moins coûteux, ceux dont la gam- - 4 - - . me de mesures n'excède pas environ 1200° C. Ces gammes de mesures sont largement suffisantes aussi longtemps que les pyro-mètres restent protégés par le réfractaire du fond ou associes à des tuyères refroidies par un fluide endothermique de protection. Toutefois, lorsque cette protection n'existe plus, par suite de l'usure du fond ou de la consommation des tuyères, les pyromètre’s sont détruits, par contact avec le métal en fusion; les points de mesure correspondants disparaissent et l'étendue du champ thermique se modifie. De plus, on observe une élévation de la température des points de mesure initialement situés dans les régions les plus profondes du fond du convertisseur ou des tuyères, en raison de la diminution de l'épaisseur de la couche de matériau réfractaire protégeant ces points.
La surveillance de l'évolution du champ thermique, conformément à la présente invention, permet donc de suivre la progression de l'usure de l'ensemble de fond de convertisseur.
Selon encore une autre modalité d'application du procédé de l'invention, on détecte toute évolution anormale de la température en un point de mesure quelconque de l'ensemble de fond de convertisseur et on agit sur les conditions locales de refroidissement pour rétablir en ce point la température désirée.
En particulier, il est possible, toujours selon l'invention, d'adapter les conditions et/ou les séquences de soufflage à travers les tuyères en fonction de l'évolution du dit champ de températures, de façon à minimiser l'usure de l'ensemble de fond pendant l'utilisation du convertisseur.
Par ailleurs, un échauffement excessif d'une tuyère peut être du à une diminution du débit de fluide à travers cette tuyère, en raison par exemple d'une obstruction d'un conduit de la tuyère.
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Par le procédé de l'invention, une telle situation peut être aisément détectée et il est alors possible d'y remédier sans délai.
De même, l'invention permet de déceler les chocs thermiques que subit le fond au cours des différentes phases de fonctionnement du convertisseur et de faciliter le choix du matériau réfractaire le plus approprié pour y résister.
Claims (6)
1. Procédé pour contrôler l’état thermique, respectivement 1' usure, d'un ensemble de fond de convertisseur garni de tuyères, caractérisé en ce que l’on mesure, de préférence en continu, la température en au moins un point situé au sein du dit ensemble de fond, en ce que l'on détermine le champ de températures régnant dans le dit ensemble de fond et en ce que l'on surveille l'évolution du dit champ de températures.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on détermine le dit champ de températures pendant la cuisson du dit ensemble de fond, en ce que l'on compare le champ de températures mesuré avec un champ de températures idéal assurant au dit ensemble de fond les caractéristiques de résis-tance mécanique et thermique requises, en ce que l'on modifie les conditions de la cuisson, de façon à annuler les écarts constatés entre le champ de températures mesuré et le champ de températures idéal, et en ce que l'on maintient les dites conditions de cuisson modifiées pendant le temps nécessaire à 1* obtention des dites caractéristiques.
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on détermine l'évolution du dit champ de températures pendant le fonctionnement du convertisseur, en ce que l'on détecte la disparition de points de mesure de la température et en ce que l'on en déduit la vitesse de progression et/ou la distribution de l'usure du dit ensemble de fond. •
4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on détecte toute évolution anormale de la température en un point de mesure quelconque du dit ensemble de fond et en ce que l'on agit sur les conditions locales de refroidissement pour rétablir en ce point la température désirée. * - 7 - y
5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'on adapte les conditions et/ou les séquences de soufflage à travers les tuyères en fonction de l'évolution du dit champ de températures, dé façon à minimiser l'usure du dit ensemble de fond pendant l'utilisation du convertisseur.
6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on mesure les dites températures au moyen de pyromètres répartis au sein du dit ensemble de fond, en particulier au voisinage et/ou en contact avec la surface latérale d'au moins une tuyère. - ; / .J·.:-.·.-.· ........S r.a:.- - .. A -, ....... 5 · . 4 - Λ . , / *. ' r~ · , . / / « /y a/'-'' ' ~ · λ λ v y ^ ; v· ·.· ^ 1
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