Brevet FR2012372A1 — publié le 19700320

La présente invention est relative à un procédé de régulation de l'opéra- tion d'affinage de la fonte lorsque ledit affinage est effectue avec insufflation d'un gaz oxydant par le haut, sur ou dans le bain de fonte, ce gaz oxy- dant pouvant etre de l'oxygène techniquement pur et pouvant contenir en suspension des matières scorifiantes. Pour assurer le contrôle des réactions métallurgiques, il faut connaître la répartition de l'oxygène insufflé entre les trois postes suivants 1) décarburation du bain métallique avec production de CO 2) oxydation du laitier recouvrant le bain métallique ; 3) combustion du CO en C02 à l'intérieur du convertisseur. A cette fin, il a été préconisé un procédé caractérisé en ce qu'à tout instant de l'affinage, on mesure la quantité totale d'oxygène soufflée dans le convertisseur, en ce que l'on détermine la quantité de CO brûlée dans la hotte et dans le convertisseur, en ce qu'à partir du dudit dudit CO brûlé, on calcu- le la décarburation du bain métallique, la teneur en carbone instantanée du bain, la répartition de l'oxygène entre le métal liquide et la scorie, ainsi que la quantité totale d'oxygène fournie à la scorie depuis le début du souf- flage, et en ce que l'on utilise ces grandeurs calculées pour établir les condit ions optimales de soufflage. Plus particulièrement, on effectue le bilan thermique de la hotte de captation des gaz sortant du convertisseur pour déterminer la quantité de CO bru lée dans ladite hotte et à partir de 1t, calculer la vitesse de décarburation du bain métallique, la teneur en carbone instantanée du bain, la répartition de l'oxygène entre le mental et la scorie, ainsi que la quantité totale d'oxygène fournie a la scorie. On a éte ainsi amené à définir un coefficient K représentant la proportion de CO dans le mélange gazeux CO + C02 sortant du convertisseur et donne par la relation suivante Co c K = COc + CO2c A partir de ces considérations, il a été constaté que les variations de K influencent fortement les valeurs de la quantité d'oxygène qui se fixe sur le carbone du bain métallique (Oc) et de la quantité d'oxygène qui se fixe sur la scorie (Osc) Une détermination satisfaisante de O et O- exige donc une bonne connais c sc sance du coefficient K ou la connaissance des écarts de la valeur moyenne du coefficient K par rapport t une valeur calculée à partir de bilans appropriés établis au cours des coulées précédentes. Dans le but de maîtriser le coefficient K moyen de coulée à coulée, il a été préconisé de mettre en évidence, dans les équations servant à calculer les enfournements de l'opération d'affinage, des indices permettant de déceler un excès ou un défaut dudit coefficient K par rapport à sa valeur calculée au cours d'une coulée précédente et de modifier le schéma de soufflage c'est-à-dire l'évolution des conditions de soufflage préétablies de la coulée suivante de façon à réajuster la valeur du coefficient K d'une coulée à l'autre. Toutefois, au cours d'une même coulée, la pratique montre que le coefficient K augmente rapidement au cours des premières minutes de soufflage pour se stabiliser ensuite à une valeur conprise entre 0,7 et 0,9. On en conclut que les valeurs du coefficient K qui varient fortement au début de l'opération d'affinage sout à l'origine des écarts constatés entre les valeurs moyennes du coefficient @ d'une opération d'affinage par rapport aux opérations d'affinage précédentes. Il en résults que si la détermination de la valeur du coefficient K pendant la deuxiène partie de l'opération d'affinage, c'est-à-dire pendant la période de stabilisation dudit coefficient K, ne pose pas de problème et est généralement effectuée à partir des coulées précédentes, par contre la détermination de la valeur du coefficient K pendant la première partie de l'opération d' affinage c'est-à-dire pendant la période de fortes variations dudit coefficient K, est de réalisation beaucoup plus malaisée. La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier à cet inconvénient et de faciliter la détermination du coefficient K pendant ladite première partie de l'opération d'affinage. Il a été constaté qu'au cours de la première partie de l'opération d'affinage, c'est-à-dire pendant le partie durant laquelle le coefficient K est soumis à de fortes variations, pour respecter une loi donnée de la variation de la vitesse de décarburation du bain métallique, on devait fournir dans certains cas de grands débits d'oxygène et dans d'autres cas des débits d'oxygène nettement inférieurs. Comme la loi de variation de la vitesse de décarburation du bain métallique est maintenue identique dans ces différents cas, on doit en conclure que la différence entre l'oxygène total soufflé et la quantité d'oxygène nécessaire pour la combustion du carbone du bain métallique en CO en vue de l'obtention de ladite loi de variation de la vitesse de décarburation est d'autant plus grande que le débit total d'oxygène soufflé est plus élevé.Cet excès d'oxygène, différent dans chaque cas, se répartit entre la scorie et la quantité de CO qui est brûlée dans le convertisseur. Il en résulte que la quantité d' oxygène qui est disponible pour brûler en C02 au moins une partie du CO contenu dans le convertisseur est variable dans chaque cas et est fonction dudit excès d'oxygène. Etant donné d'une part la variation de la quantité d'oxygène excé- dentaire à la combustion du carbone du bain métallique en CO et d'autre part la variation du coefficient K qui est directement liée à la quantité de CO brûlée en C02 dans le convertisseur par la relation CO c K = CO + CO c on en déduit qu'il existe une relation bien déterminée entre ces deux éléments (excès d'oxygène, coefficient K) et que cette relation peut être utilisée pour déterminer la valeur dudit coefficient K. Ainsi, on peut signaler notamment que pour une vitesse de décarburation donnée, l'excès d'oxygène disponible après la combustion du carbone du bain métallique en CO se répartit suivant une proportion constante telle que par exemple 30%-60%, entre la scorie et le CO brûLé en C02 dans le convertisseur. En se basant sur de telles observations, le procédé objet de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on calcule d'une part la vitesse de décarburation du bain métallique et d'autre part la qnArtité d'oxy- gène qui se fixe sur le carbone du bain métallique et la quantité d'oxygène qui se fixe sur la scorie en fonction notamment du coefficient CO c CO + CO c représentant la proportion de CO dans le mélange gazeux CO et C02 sortant du convertisseur, en vue d'établir les conditions optimales de soufflage, en ce qu'à partir de la vitesse de déearburation on détermine la quantité d'oxygène excédentaire disponible après la combustion du carbone du bain n métallique en CO, en ce que l'on introduit cette valeur dans la relation qui unit ce facteur au coefficient K, cette relation étant définie à partir d'une opération d'affinage précédente dont la vitesse de décarburation ou la loi de variation de ladite vitesse de décarburation est la même que celle de l'opération en cours et en ce que l'on en déduit la valeur dudit coefficient K. Grâce au procédé décrit ci-dessus, on peut éliminer les difficultés rencontrées au cours de la première partie de l'opération d'affinage pour établir une valeur correcte du coefficient K à un moment déterminé. Etant donné 1 'inci- dence du coefficient K sur les calculs et le contrôle automatique de l'opéra- tion d'affinage, on comprend 1'intérêt de disposer d'un moyen simple et rapide de déterminer la valeur correcte dudit coefficient pendant la période od ce coefficient varie assez fortement et est nettement différent de sa valeur moyenne. REVENDICATION La présente invention a pour objet un procédé pour la régulation de l'o- relation d' affinage de la fonte, caractérisé en ce que l'on calcule d'une part la vitesse de décarburation du bain métallique et d'autre part, la quantité d' oxygène qui se fixe sur le carbone du bain métallique et la quantité d'oxygèneo qui se fixe sur la scorie en fonction notamment du coefficient COc COc + CO c représentant la Proportion de CO dans le mélange gazeux co et Co2 sortant du convertisseur en vue d'établir les conditions optimales de soufflage, en ce qu' à partir de la vitesse de décarburation on détermine la quantité d'oxygène excédentaire disponible après la combustion du carbone du bain métallique en CO, en ce que l'on introduit cette valeur dans la relation qui unit ce facteur au coefficient K, cette relation étant définie à partir d'une opérdtion d'affinage précédente dont la vitesse de décarburation ou la loi de variation de ladite vitesse de décarburation est la même que celle de l'opération en cours et en ce que l'on en a duit la valeur dudit coeftieient K.