Brevet FR2007341A1 — publié le 19700109

La présente invention concerne un procédé pour protéger la partie du garnissage d'un four à poche de coulée ou analogue à l'en- droit du niveau d'une couche de laitier flottant sur un bain de mél tal qui sty trouve. Dans certains procédés métallurgiques, on utilise une poche de ooulée et un four associés c1est-à-dire ce que l'on appelle un four à poche de coulée. L'acier, qui a e été fondu dans un four orvinaire ou des gueuses de fonte, ayant eubi un affinage au moyen du procédé d'oxygénation, sont transférés au four à poche de coulée où sont exécutées l'élimination du soufre et les opérations de réduction neoessaires effectuées couramment dans l'élaboration de l'acier. Le garnissage dtun four à poche de coulée est habituel- lement de nature acide et est constitué par des briques ayant une teneur élevée en A1 03 .Ces briques se sont révélées appropriées pour un grand nombre de raisons ; elles sont capables de supporter des températures levées et elles se refroidissent sans se fissurer. S'il est nécessaire dtéliminer le soufre du métal se trouvant dans le four, il faut utiliser un laitier fortement basique dont l'élément constitutif principal est de la chaux (CaO). bu fait que le four à poche de coulée a une surface très faible en comparaison de celle d'un four à aro électrique de conception classique, la cou- oh de laitier sera considérablement plus épaisse si on utilise la même quantité de laitier que selle qui est nécessaire pour le traituent d'une certaine quantité d'aeier dans un four à aro classique. Cette couche de laitier épaisse rend difficile l'é- vaouation de la chaleur en provenance des arcs électriques et en trine aussi un chauffage excessif du laitier. Le laitier extême ment chaud attaque sévèrement' le garnissage de briques se trouvant au niveau du bain de-metal au point que Al3O9 et également Si02 sont éliminés du garnissage.Ces éléments constitutifs détruisent le laitier en diminuant ses propriétés basiques, ee qui fait que l'aptitude à l'affinage par enlèvement du soufre se trouve perdue. Si on utilise un garnissage en briques de nature basique au niveau et au voisinage du niveau du bain de métal, il s'ensuit des dété- riorations en raison du fait que des briques de nature basique ne supportent pas des changements de température et, de ce fait, se fissurent lorsque le four se refroidit. Ce problème que posent les détériorations du garnissage à L'endroit du niveau du bain de métal est important et il nta pas été possible, jusqutà présent, d'obtenir une élimination satisfaisante du soufre dans des fours à poche de coulée. La présente invention vise à résoudre ee problème. Elle est caractérisée par le fait qu'un corps de protection annulaire en matière réfractaire ayant une configuration extérieure légèrement plus petite que la section transversale intérieure du four peut Btre abaissée jusque dans le four. Ce corps est conçu de manière telle qu'il flotte sur le bain de mbtal en étant immergé sur une distanoe correspondant au moins è ltépaisseur de la couche de laitier. On va maintenant décrire quelques modes de réalisation de la présente invention en se référant au dessin annexé sur lequel t - la figure t est une ooupe transversale d'un four à poche de coulée muni dtun corps protecteur conforme à la présente invention - les figures 2 et 3 montrent des variantes de réalisation du corps protecteur. Sur le dessin, on a référencé 1 un four à poche de coulée. Ce four est wuni dtun garnissage réfractaire 2 en briques. Ce four à poche de coulée contient un bain de fusion 3, par exemple de l'a citer, qui est délimité par la surfaoe 4 et qui supporte une couche 3 de laitier Afin de protéger le garnissage 2 à l'endroit et au voisinage du niveau de cette couche de laitier, on abaisse Jusque dans le bain de métal un corps protecteur 6 constitué par un corps annulaire en matière réfractaire.Ce corps est composé prinoipale- ment d'une matière de nature basique, telle que de la chaux (aO) de l'oxyde de magnésium (Mgo) ou de la dolomite. Si on désire une composition de laitier de nature acide, le corps peut, dans une variante, être constitue par une matière de nature acide, telle que du quarts ou une matière présentant une teneur élevée en alumine (AI2O3) . Le corps protecteur est décrit comme étant annulaire, mais il n'est pas nécessaire qu'il soit circulaire.Son contour ext4- rieur doit correspondre à la section transversale du four & l'en droit et au voisinage du niveau de la couche de laitier0 Les cotes extérieures du corps sont légerement inférieures aux cotes intérieures du four au niveau du laitier.Le corps (figure t > peut entre constitué par du goudron associé à de la chaux, du goudron associe à de la dolomite ou du goudron associé à du magnésium Le corps peut aussi entre conçu comme une auge circulaire en taie 7 (figure 3 > et btre constitué par deux bagues concentriques en tale comportant un fond et remplies avec une matière réfractaire qui, de préférence est mélangée Bune matière appropriée destinée à abaisser la tempé- rature de fusion. Le corps peut aussi outre réalisé avec des briques profilées 8 (figure 2) qui sont supportées par une bague de renforcement 9 en tôle. Quand le corps est abaissé dans le fours il s1 enfonce dans le bain de métal sur une distance déterminée par son poids et par la densité de la matière constituant le corps qui flotte sur le bain d'acier. Si la tette est de même nature que le métal du bain, elle fond et la matière réfractaire entre en fusion. Si les granules de la matière réfractaire ont les dimensions et les propriétés correctes, le corps s'agglomérera directement entre ces granules et sera très solide. Quand on utilise un corps sans faine métallique, on obtient la liaison de la matière réfractaire au moyen dtun agent approprié tel que du goudron.Le corps est construit autour d2un organe intérieur de renforcement approprié 10 de manière qu'il se prOte à une manipulation à l'état froid. Quand on a abaissé le corps dans le four, on introduit des agents produisant du laitier 8 1'intérieur du corps annulaire. Si on désire éliminer le soufre, l'agent contient de la chaux et de la castine ealc-ées. Le laitier peut attaquer le corps, mais ceci nta pour effet que d'augmenter la teneur en matière basique du laitier. Le corps flottant 6 présente un autre effet avantageux. Si l'anneau se trouve à une hauteur suffisante, il protège aussi le garnissage au-dessus de la couche de laitier contre la chaleur rayonnée par les arcs électriques. Etant donné que lton envisage de n'utiliser le corps qu'une seule fois, toute détérioration de ce dernier par suite d'un surchauffage a peu d'importance. L'apaisseur du corps est choisie de manière telle qu'il reste en position au moins pendant le temps nécessaire pour exécuter l'affinage. Dans certaines circonstances, il peut y avoir intérêt à élaborer un acier du type acide dans un four à poche de coulée qui est garni avec des briques d'A1203. Dans ce cas, le corps est fabriqué à partir dtune matière de nature acide, de préférence du quartz conjointement avec de l'acide borique, cette matière abaissant la température de fusion. I1 est alors possible d'opérer aveC un laitier adide à l'intérieur du corps protecteur acide et d'obtenir un acier ayant des propriétés acides. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour protéger la partie du garnissage d'un four à poche de coulée se trouvant autour d'une couche de laitier flottant sur le bain de métal se trouvant dans ce fours de procédé consis- tant & abaisser dans le four un corps protecteur annulaire oonxti- tué par une matière réfractaire ayant une configuration extérieure légèrement plus petite que la section transversale intérieure du four, de manière que le corps aoit immergé sur une distance oorroal pondant au moins à l'épaisseur de la couche de laitier. 2,- Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé de la revendication 1, caractérisé par un corps protecteur annulaire de configuration extérieure légèrement plus petite que celle de la section transversale intérieure du garnissage du four et constitué bar une réfractaire matlere/ayant une densité qui est inférieure a celle du métal a traiter dans le four. 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le corps protecteur est composé d'une matière réfractaire granulaire liée par un agent approprié tel que du goudron et qu'il comporte des organe de renforcement intérieurs de maniera que l'on puisse préparer et manipuler le oorps à l'étant froid, les matières précitées étant telles qu'elles fondent lorsqu'elles viennent en contact aveo le bain de métal très chaud se trouvant dans la poche de coulée. 4.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le corps protecteur est constitué par une matière réfrac- taire granulaire et par un agent de liaison qui remplissent un or- gane ae support en forme d'auge fait d'une matière essentiellement la mbme que celle du bain de métal, l'organe de support précité étant conçu de manière à Outre éliminé par fusion lorsqutil vient en contact avec le bain de métal, la matière réfractaire fondant simultanément sous la forme dtun corps se supportant de îui-meme. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que l'organe de support est constitué par une auge annulaire en tôle ayant essentiellement une section transversale en forme de U avec des parois latérales concentriques et un fond horizontal. 6.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le corps protecteur est en briques réfractaires et par le fait qu'un organe de support et de renforcement interne est ajusté dans une gorge qui y est ménagée. 7.- Dispositif suivant ntimporte laquélle des revendications 1 6, caractérisé par le fait que le corps protecteur est fait dtune matière basique, par exemple de l'oxyde de calcium* de l'oxyde de magnésium de la dolomite, etc, cette matière prenant une part ac tive dans la réduction et l'affinage du bain de métal. 8.- Dispositif suivant les revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que le corps protecteur est fait à partir d'une matière acide, par exemple du quarts, de l'alumine (Al2O3), etc.., cette matière prenant part activement à la réduction et à l'affinage du bain de métal. 9.- Corps protecteur pour un four à poche de coulée sensiblement tel que représenté et décrit en référence à l'exposé et au dessin annexés.