Brevet FR2061715A1 — publié le 19710625

î 2061715 La présente invention concerne les processus de fabrication de l'acier, et elle concerne plus particulièrement les processus dans lesquels on incorpore des matériaux d'addition au matériau fondu à la fin de la période d'oxydation. 5 On peut définir la fabrication de l'acier comme la suppression par oxydation d'éléments non souhaitables à partir d'un bain de fer fondu. L'oxydation par interaction du laitier apparaît à la fois dans le procédé Martin et dans le procédé de fabrication continu ; l'oxygène est forcé, par l'intermédiaire 10 d'une lance, dans le matériau fondu contenu dans des fours à arc ou des fours basiques à soufflage d'oxygène. Les étapes classiques de la fabrication de l'acier sont les suivantes : Chargement Fusion 15 Oxydation Réduction Mise au point du mélange Coulée. La fin de chaque phase de la séquence implique la réali-20 sation de vues intermédiaires dans le cycle de traitement. A la fin de la phase de mise au point, le bain doit posséder une température et une composition souhaitées. A la fin de la phase d'oxydation, il doit exister une certaine condition d'équilibre bain-laitier fonction des éléments sélectifs qui ont été sup-25 primés durant la phase d'oxydation. Ceci est réalisé en modifiant la composition et la température du mélange bain-laitier lorsqu'il est en contact avec une source d'oxygène. Il en résulte qu'une quantité prédéterminée d'éléments a été oxydée. Le bain résultant à la fin de la phase d'oxydation possède par conséquent 30 une composition et une température qui peuvent être déterminées et qui sont normalement différentes de la composition et de la température finales souhaitées. En outre, le bain possède une certaine teneur en oxygène dépendant du procédé utilisé et de la mise en pratique de ce procédé. Il en résulte que si certain 35 éléments oxydables sont ajoutés au bain après la phase d'oxydation, ces éléments se transforment en oxyde et passent dans le laitier. Si l'on souhaite mouler ou solidifier le métal fondu possédant une des diverses compositions finales, on doit aussi conserver une valeur finale de la teneur en oxygène, et cette 40 valeur n'est habituellement pas celle qui existe après l'oxydation. 70 33407 2 2061715 L'utilisation de fours à arc pour fabriquer des aciers alliés est un exemple du processus précédemment mentionné. Des métalloïdes sont oxydés intentionnellement et disparaissent du bain. La phase d'oxydation augmente la teneur en oxygène du bain 5 alors qu'elle fait diminuer la concentration en métalloïde. Durant la phase de mise au point, des matériaux d'addition sont incorporés pour obtenir une concentration souhaitée pour la coulée. Il est bien connu que certains éléments d'addition s'oxydent et passent dans le laitier suivant la teneur en oxygène du bain, la 10 composition, la température, le poids et la façon et la séquence suivant laquelle les différents éléments d'addition sont incorporés . Il existe actuellement un procédé par additions répétées dans lequel on incorpore une petite quantité de matériaux 15 d'addition, on analyse le bain et on ajoute une autre petite quantité d'éléments d'addition jusqu'à obtenir la concentration souhaitée. Ce procédé est très long et provoque habituellement une oxydation excessive due au temps de manipulation très long. En outre, les matériaux d'addition sont normalement limités à 20 ceux qui ne comportent qu'un seul élément. De tels matériaux d'addition sont plus coûteux que des matériaux d'addition comportant plusieurs éléments. On a essayé d'utiliser un calculateur pour résoudre les relations simultanées et de ce fait atteindre la composition 25 finale souhaitée. Ceci permet l'utilisation limitée de matériaux d'addition comportant plusieurs éléments. Les matériaux d'addition comportant plusieurs éléments sont incorporés dans le but de réaliser une addition séquentielle unique de façon à obtenir des teneurs prédéterminées pour les différents éléments ajoutés 30 au bain. On utilise la programmation linéaire pour obtenir une fonction objective minimisée basée sur la composition, le coût et la quantité de matériaux et sur les contraintes de température. Lorsque l'on utilise des calculateurs ils sont basés sur des données empiriques et sont conçus uniquement pour atteindre une 35 composition finale. En général le coût des matériaux et les pertes par oxydation ne sont pas considérés. Ce procédé n'est utilisable en pratique que pour des processus de fabrication de l'acier très particuliers. Il n'est pas applicable pour le processus concernant tin grand nombre d'aciers alliés étant donné 40 qu'il ne considère qu'un seul facteur de régénération pour chaque 70 33407 3 2061715 matériau d'addition quel que soit le procédé. Le facteur de régénération dépend du potentiel d'oxydation du bain, celui-ci variant avec chaque procédé. Par conséquent l'utilisation des calculateurs est limitée étant donné que les solutions fournies 5 sont basées sur des prévisions ou des données empiriques, et que l'on ne tient pas compte du potentiel d'oxydation du bain. La présente invention se propose de réaliser un dispositif pour contrôler l'incorporation de matériaux d'addition. La présente invention se propose encore de réaliser un 10 dispositif de contrôle destiné à améliorer la qualité et la production des aciers alliés. La présente invention se propose encore de réaliser un dispositif capable de contrôler l'incorporation de matériaux d'addition pour diverses classes d'aciers alliés. 15 La présente invention se propose enfin de réaliser un dispositif qui contrôle l'incorporation de matériaux d'addition comportant plusieurs éléments afin d'obtenir une teneur en oxygène, une composition finale et une température appropriées pour la coulée. 20 Suivant la présente invention, le métal fondu consti tuant le bain est analysé après la phase d'oxydation pour déterminer sa température et sa composition chimique. Ces propriétés sont comparées avec les propriétés finales souhaitées. D'après cette comparaison on détermine et on contrôle le type, la quan-25 tité de matériaux d'addition et l'ordre dans lequel ils doivent être incorporés. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans 30 lequel : La figure 1 est un schéma représentant une aciérie à four à arc suivant la présente invention. La figure 2 est un schéma de blocs représentant le dispositif de contrôle suivant l'invention utilisé pour contrôler 35 le fonctionnement du four à arc représenté dans la figure 1. La figure 3 est un graphique représentant les facteurs de régénération utiles pour la compréhension de l'invention. La figure 4 est un schéma de blocs représentant l'organisation d'un modèle de processus et du dispositif de contrôle 40 suivant l'invention. 70 33407 4 2061715 La figure 5 représente un organigramme illustrant le fonctionnement du dispositif de contrôle suivant l'invention. Etant donné que la présente invention est destinée principalement à être utilisée avec des fours comportant des 5 sources de chaleur contrôlables pour la fabrication d'aciers alliés, la figure 1 représente schématiquement un four à arc. Une cuve 10 contient un minerai fondu ou bain 11 qui comporte une couche de laitier lia et un métal fondu 11b. Une charge de ferraille solide de matériaux virginaux est déversée dans la cuve 10 10 à partir d'un dispositif de chargement 12, après avoir été pesée par un détecteur de charge 13. Des électrodes 14, disposées dans un support 15, sont alimentées à partir d'une source d'énergie 16. Les électrodes sont baissées et amorcent un arc avec la charge. On peut transférer de l'énergie pour faire fondre la 15 charge et pour maintenir le bain sous la surveillance d'un dispositif de contrôle 17. Une fois que les matériaux de la charge sont fondus, le métal fondu est oxydé. Dans un procédé d'oxydation, on obtient une analyse initiale de la composition du bain au moyen du détec-20 teur de charge 13, de l'analyseur spectrographique 21 et du détecteur de température 22. La composition et les autres paramètres sont envoyés au dispositif de contrôle 17 dans lequel est élaboré tan modèle de processus destiné à optimiser les conditions initiales. Après quoi on utilise m débitmètre de gaz 42 et un 25 analyseur de gaz 43 pour déterminer la teneur en carbone du métal fondu. Ces signaux sont traités dans le dispositif de contrôle 17 et provoquent l'apparition de signaux de sortie envoyés vers le dispositif de contrôle 24 de l'arrivée de gaz qui modifie la quantité de gaz oxydant fournie à la lance 25 suivant la teneur 30 en carbone du bain. De cette façon, on amène le bain à une teneur en carbone et une température finales prédéterminées dans un minimum de temps et avec une perte minimale de chrome. Durant l'oxydation certains éléments du métal fondu sont oxydés et passent dans le laitier. Durant la phase de 35 réduction, on ajoute des matériaux au bain pour réduire les éléments oxydés contenus dans le laitier et de ce fait les faire revenir dans le métal fondu. A la fin de cette phase de réduction, on effectue la phase de mise au point, à laquelle s'applique notamment la présente invention, pour donner une concentra-40 tion et une composition souhaitées au métal fondu. 70 33407 5 2061715 Initialement, une analyse complète du métal fondu lia est réalisée par l'analyseur spectrographique 21, le thermocouple 22 et l'analyseur 100 d'oxygène dissous capable de déterminer la teneur en oxygène dissous du métal fondu 11b. De tels analyseurs 5 sont connus dans la technique. On peut se référer par exemple au brevet américain n° 3 514 377. Le dispositif de contrôle 17 répond à cette analyse en fournissant séquentiellement des valeurs de consigne pour chaque matériau d'addition et pour le dispositif d'incorporation 101 des matériaux d'addition afin de 10 contrôler la séquence et la quantité à incorporer pour chaque matériau d'addition. Le dispositif d'incorporation 101 des matériaux d'addition comporte des réservoirs 102, 103, 104 et 105. Chaque réservoir est muni respectivement d'un détecteur 111, 112, 113 et 114 destiné à mesurer le poids de matériau d'addition à 15 la sortie du réservoir. Etant donné que chaque réservoir est ouvert en réponse au dispositif de contrôle 17, la quantité appropriée de matériaux d'addition tombe sur une chaîne convoyeuse 115 et est entraînée vers un déversoir 116 pour Être incorporée au métal fondu contenu dans la cuve 10. Après l'analyse du bain, 20 on peut calculer la quantité de chaque élément d'addition à incorporer dans le bain. Chaque élément d'addition donnera naissance à tin oxyde suivant l'équation générale : (1) aM + bOï^MaOb avec a,b = coefficient stoechiométrique 25 M = métal 0 = oxygène dissous dans le fer MaOb = formule de l'oxyde métallique La relation d'équilibre thermodynamique s'écrit : (2) fMa0b^Ma0b = e-&F1/RT 30 avec f^ = coefficient d'activité de l'élément d'addition fg = coefficient d'activité de l'oxygène dissous ^MaOb = coeffi-cient: d'activité de l'oxyde dans le laitier Xjj = 7o en poids de l'élément d'addition XQ = % en poids de l'oxygène dans le bain 35 ^MaOb = ^ en P°ids de l'oxyde dans le laitier AF^ = énergie libre de formation de l'oxyde R = constante des gaz T = température absolue. Pour une température de fonctionnement donnée quel 70 33407 6 2061715 conque, on peut obtenir la valeur du membre droit de l'équation (2) ainsi que les coefficients d'activité à partir d'un tableau de données thermodynamiques. Pour n'importe quel procédé de fabrication de l'acier, 5 il existe une teneur carbone-oxygène pour laquelle le métal fondu doit être coulé. Ces teneurs déterminent les qualités d'acier couramment classées de la façon suivante : 1 - Acier effervescent : La teneur oxygène-carbone est telle qu'un volume important de monoxyde de carbone 10 se dégage durant la solidification du métal fondu. 2 - Acier semi-calmé : La teneur oxygène-carbone est telle qu'une quantité limitée de monoxyde de carbone se dégage durant la solidification. 3 " Acier calmé : La teneur en oxygène du métal fondu 15 est réduite jusqu'à ce qu'une quantité extrêmement faible de monoxyde de carbone se dégage durant la solidification. Le dispositif de contrôle représenté dans la figure 2 comporte un organe de commande représenté sous la forme d'un 20 commutateur 117 et relié à un générateur 120 déterminant la composition du bain final et destiné à fournir les paramètres correspondant aux différentes qualités d'acier. Normalement la sélection est réalisée avant de déterminer la charge initiale et le résultat est envoyé à la console de commande 18 représentée 25 dans la figure 1 pour déterminer la charge intiale. Par conséquent, chaque processus est normalement destiné à fournir une des trois qualités d'acier. Il en résulte que les signaux de sortie du générateur 120 représenté dans la figure 2 sont disponibles durant tout le processus bien qu'ils ne soient normalement utili-30 sés que durant la phase de mise au point pour déterminer la séquence d'incorporation des matériaux d'addition. Dans la figure 2 le commutateur 117 est positionné de façon à élaborer une composition pour un acier effervescent. Pour satisfaire à la définition de l'acier effervescent, la teneur en 35 oxygène dissous dans le bain doit être maintenue au-dessus d'une valeur donnée après l'incorporation des matériaux d'addition. On sait que l'évolution du monoxyde de carbone peut se traduire de la façon suivante : (3) C + 0 CO (g) (CO gazeux) 40 où C = carbone libre dans le bain 70 33407 2061715 0 = oxygène dissous dans le bain CO(g) = monoxyde de carbone dégagé par l'interaction du carbone libre et de l'oxygène dissous. L'équation (2) peut alors être modifiée pour fournir les rela-5 tions thermodynamiques suivantes : (4) PCO . B-4F2/RT K1ïroc"'F2'Kr (5) (Xn)R - -±-£2 - énergie libre de formation du monoxyde de carbone = paramètre de réglage du déséquilibre (Xq)R = teneur en oxygène dissous du bain au début de l'incor-~~ poration des éléments d'addition. 15 L'équation (2) donne une approximation de la distribu tion d'un élément d'addition entre le métal et le laitier. L'équation (5) fournissant la teneur en oxygène qui doit être maintenue dans le bain, on peut calculer la quantité maximale d'un élément d'addition en réalisant un équilibre des éléments 20 d'addition suivant ia relation : (6) WM = (X^ - + a(XMa0b2 - ^MaObl^S On réalise ensuite la condition d'équilibre d'oxygène suivant la relation : (7) b(xMaob2 " ^Obl^S = (X02 " X01)WB 25 Après quoi on réalise un équilibre thermodynamique en se basant sur une température constante puis sur une variation de température suivant les relations suivantes : (8) (9) "SlaObl _ XMa0b2 a«oxo2'b ' 30 Finalement on peut calculer le poids de 1 ' élément 70 33407 8 2061715 d'addition d'après les relations : '10' XMaOb2 ~ + XHaObl (U) - ± M S ^ fMaOb ^ ^^MaOb2 1/a b e-AFi/RT (12) WM = ^(X^ - XM1)WB + a(XMa0b2 - XMa0bl)Wg 5 où Wj^ = poids de l'élément d'addition à ajouter Wg = poids du bain de métal Wg = poids du laitier XM2 = concentration maximale permise calculée pour l'élément d'addition 10 XM1 = concentration réelle de l'élément d'addition XMa0b2 = en P°i^s maximal d'oxyde dans le laitier X^aObl = en P°^^s réel d'oxyde dans le laitier Xq2 = 7c en poids maximal d'oxygène dans le bain X01 " % en poids réel d'oxygène dans le bain 15 = facteur de régénération de l'élément d'addition. La figure 3 représente les phénomènes apparaissant lors de l'incorporation d'un premier élément d'addition dans le matériau fondu. Lorsque le métal fondu contient de l'oxygène, initialement tout l'élément d'addition, qui est oxydable, passe 20 dans le laitier. Une fois que l'oxygène dissous est supprimé, un certain pourcentage d'éléments reste dans le bain et sert pour l'alliage. Par conséquent, au début le poids d'élément d'addition à incorporer doit être supérieur à la différence entre le poids nécessaire pour obtenir la concentration de coulée et le poids 25 au début de la phase de mise au point des conditions de réaction. Si on incorpore un second élément d'addition, il n'en passe pratiquement aucun pourcentage dans le laitier. Cependant, dans l'un ou l'autre cas même après que l'oxygène ait été évacué, certaines parties de l'élément d'alliage sont perdues. Par con-30 séquent, la pente des droites représentées dans la figure 3 représente le facteur de régénération pour chaque élément d'al- « 70 33407 9 2061715 liage pour certaines conditions de température, de niveau oxydant et de composition du bain. Etant donné que chaque élément d'addition peut posséder un facteur de régénération différent pour des conditions différentes, on dispose habituellement de plusieurs 5 valeurs de facteur de régénération, trois ou plus par exemple, qui sont utilisées après examen de la composition, de la température -et de la teneur en oxygène du bain fondu. La concentration maximale permise Xj^ de l'élément d'addition, ne faisant pas dégager une quantité trop importante 10 d'oxygène du bain, est comparée à la concentration X^g souhaitée pour la coulée. On utilise alors la plus faible de ces deux valeurs pour calculer la quantité d'élément d'addition à utiliser suivant la relation (12). Si la valeur limite supérieure de la concentration de coulée est plus importante que la concentration 15 maximale permise, on ajoute le reste de l'élément d'addition un peu plus tard durant le processus lorsque l'activité oxydante du bain a diminué. Normalement, on dispose de plusieurs éléments d'addition qui doivent être incorporés suivant un ordre de priorité 20 quelconque. Par exemple, on peut avoir à ajouter de l'aluminium, du calcium silicié, du zirconium, du fer silicié et du manganèse dans l'ordre cité. Les équations (6) à (12) permettent initialement de déterminer la quantité d'aluminium à ajouter en tant qu'élément d'addition. Puis on utilise de nouveau les équations 25 (6) à (12) pour chacun des autres éléments dans l'ordre cité. Par conséquent, à la fin de cette partie du processus de contrôle on connaît les quantités nécessaires de chaque élément d'addition à incorporer initialement' dans la cuve pour la séquence des calculs. Si la quantité calculée pour un élément d'addition afin 30 d'obtenir la concentration souhaitée pour la coulée fait apparaître une désoxydation excessive, le système de contrôle indique alors la quantité d'élément d'addition à incorporer plus tard dans le processus lorsque le potentiel désoxydant a diminué. Les matériaux d'addition peuvent être constitués par 35 du fer et un élément d'addition unique. Si cela est le cas, le poids des éléments d'addition peut être converti directement en poids de matériau d'addition en se basant sur la concentration de l'élément d'addition. Cependant, il est en général avantageux, du point de vue de l'économie, d'utiliser des matériaux d'addi-40 tion constitués par du fer et par des éléments d'addition mul 70 33407 10 2061715 tiples. Suivant une des caractéristiques de la présente inventions la possibilité de déterminer les poids d'éléments d'addition permet d'utiliser des matériaux d'addition comportant plusieurs éléments d'addition. On peut utiliser des techniques de program-5 mation linéaire connues pour tenir compte des compositions des matériaux d'addition, du coût, des facteurs de régénération et des poids nécessaires d'éléments d'alliage afin d'obtenir la séquence la plus économique et le poids de matériau d'addition à utiliser pour respecter les concentrations et les contraintes 10 de température dans le processus. Cette technique peut Être utilisée pour déterminer les conditions d'incorporation des matériaux d'addition dans la cuve et dans la poche, dans la chambre de dégazage ou dans d'autres phases ultérieures du processus. En se référant à la figure 2, on voit que le générateur 15 120 fournit une valeur de consigne 0.2-sp Pour l'oxygène dissous, une valeur de consigne Tgp pour la température et une valeur de consigne C0MPgp pour la composition du bain, ces valeurs étant envoyées individuellement à l'entrée des jonctions sommatrices 121, 122 et 123. La jonction sommatrice 121 fournit un signal 20 de sortie (AO2) d'après la relation suivante : A02 = ^—2 ^SCAN ~ —2-sp où A02 = variation nécessaire de la teneur en oxygène (£2)SCAN = s^8na^ indiquant la quantité réelle d'oxygène dissous dans le bain. 25 Le signal (£2 ^ SCAN est fourni Par un calculateur 124 de la quantité d'oxygène dissous qui répond aux signaux MCOMPgç^ provenant des différents dispositifs I utilisés pour l'élaboration du bain, en particulier l'analyseur 101 représenté dans la figure 1. La fonction du calculateur 124 et de la jonction 30 sommatrice 121 peut être réalisée par un calculateur digital. La jonction sommatrice 122 fournit un signal de sortie &T suivant la relation : AT = T - T sp où AT = variation de température nécessaire 35 T = température réelle du bain provenant des instruments de mesure. La valeur de consigne Tgp de la température est fournie par le générateur 120 déterminant la composition finale du bain. * 70 33407 il 2061715 Le signal de température T peut être fourni par le thermocouple 22 représenté dans la figure 1. La fonction de la jonction sommatrice 122 peut être réalisée par un calculateur digital. La jonction sommatrice 123 réalise en général des addi-5 tions en parallèle. Le signal d'entrée COMP^ représente les quantités souhaitées des divers éléments. Par exemple, si le processus nécessite l'incorporation des éléments d'addition mentionnés ci-dessus, le signal COMP^ comportera les concentrations de coulée pour l'aluminium, le calcium silicié, le zirconium, le 10 fer silicié et le manganèse. Le signal COMP provenant de l'analyseur spectrographique 21 représenté dans la figure 1 représente la quantité réelle de chaque élément dans le bain au début de l'incorporation des éléments d1addition. La jonction sommatrice 123 fournit alors un signal de sortie donné par : 15 ACOMP = COMPgp - COMP aCOMP représentant la variation nécessaire de la quantité de chaque élément mentionné ci-dessus. Par conséquent le signal de sortie de la jonction sommatrice 123 est en réalité constitué par plusieurs signaux. Cette fonction peut être réalisée dans un 20 calculateur digital. Les signaux de sortie des jonctions sommatrices 121, 122 et 123 sont tous envoyés à un dispositif 140 d'élaboration de modèle de processus qui répond à ces signaux pour fournir des valeurs de consigne pour les matériaux d'addition. La figure 4 25 représente la façon dont doit être agencé ce dispositif dans un calculateur digital. La figure 4 est une représentation digitale d'une mémoire qui comporte différents blocs d'emplacements d'emmagasinage d'informations. Un bloc de mémoire 125 comporte un bloc 126 pour la composition de l'élément d'addition, un bloc 30 127 pour le coût, et tin bloc 130 pour les facteurs de régénération. Des blocs de mémoire identiques sont prévus pour chaque matériau d'addition à incorporer. La fonction du générateur 120, déterminant la composition du bain final, représenté dans la figure 2 peut aussi être réalisée à l'aide de la mémoire repré-35 sentée dans la figure 4. Un bloc de mémoire 131 est affecté à l'acier calmé et comporte un bloc 132 pour la quantité d'oxygène dissous, un bloc 133 pour la température et un bloc 134 pour la composition finale. Un bloc de mémoire 135 contient un programme d'analyse pour déterminer les quantités d'éléments d'addition 40 à incorporer d'après les équations (6) à (11>. Le programme 70 33407 12 2061715 linéaire mentionné ci-dessus peut aussi être emmagasiné dans un bloc de mémoire 136. Lorsque le dispositif d'élaboration 140 d'un modèle de processus représenté dans la figure 2 reçoit les signaux de sor-5 tie des jonctions sommatrices 121, 122 et 123, les informations contenues dans le bloc de mémoire 125 de la mémoire représentée dans la figure 4 sont utilisées initialement pour calculer les équations (6) à (12) afin de déterminer la quantité d'élément d'addition 1 à ajouter. Ceci se traduit par l'apparition d'un 10 signal • ^n tel signal est alors emmagasiné dans d'autres emplacements de la mémoire si l'on utilise m calculateur digital. Comme indiqué précédemment, le dispositif d'élaboration du modèle de processus peut simplement comporter les informations, concernant les éléments d'addition, suivant une priorité donnée si le 15 nombre d'éléments d'addition à utiliser pour obtenir la composition finale est faible. Lorsque l'on utilise un processus de fabrication de l'acier plus compliqué, faisant intervenir des matériaux d'addition comportant plusieurs éléments, on peut utiliser un programme linéaire pour analyser les signaux a02 , 20 at, aCOMP et les informations concernant les éléments d'addition. Un tel programme sélectionne initialement l'élément d'addition le plus économique pour désoxyder le métal fondu, si nécessaire, et les éléments d'addition à utiliser ensuite pour obtenir la composition finale souhaitée. S'il est nécessaire d'utiliser 25 plus d'un élément d'addition, la composition théorique, après que la valeur de consigne pour le premier élément d'addition a été déterminée, peut être comparée à la composition fournie par le générateur 120 déterminant la composition finale du bain. On peut alors effectuer les calculs se rapportant aux autres éléments 30 d'addition pour obtenir les valeurs de consigne AL2gp , AL3gp jusqu'à ALn__. Chacune de ces informations sera emmagasinée en sp mémoire. La figure 5 représente une autre forme de réalisation du dispositif de contrôle 17 particulièrement adaptée pour être 35 utilisée dans un calculateur digital. Une fois que le métal fondu a été analysé pour déterminer sa composition, sa température et la quantité d'oxygène dissous, le contrôle dépend de la classe particulière de l'acier que l'on veut obtenir. Si l'on veut obtenir de l'acier effervescent, la teneur 40 en oxygène du métal fondu est déterminée à l'aide des équations 70 33407 2061715 (3) à (5). Les équations (6) à (11) permettent ensuite de déterminer la quantité maximale du premier élément d'addition à incorporer, pour désoxyder correctement le métal fondu, et des autres éléments d'addition à incorporer pour que le métal fondu 5 possède une concentration de coulée appropriée. On compare ensuite la valeur calculée et la valeur souhaitée. Si la valeur calculée pour l'élément d'addition est telle que le produit final contient une concentration trop impor tante de cet élément d'addition, on utilise la concentration 10 souhaitée pour calculer le poids de matériau à ajouter à l'aide de l'équation (12). Le processus est ensuite répété pour les autres éléments d'addition afin de déterminer la quantité nécessaire de chaque élément d'addition. A chaque fois que la concentration maximale calculée est inférieure à la concentration sou-15 haitée, on utilise la concentration maximale pour calculer le poids de l'élément d'addition à ajouter à l'aide de l'équation (12). Une fois que le poids des différents éléments d'addition est converti sous forme de poids de matériau d'addition, les résultats sont emmagasinés en mémoire et le dispositif de con-20 trôle, qui peut être soit celui qui a été décrit soit un dispositif équivalent, introduit la quantité correcte de chaque élément d addition suivant la séquence souhaitée. Si l'on veut obtenir un acier semi-calmé, la teneur en oxygène est déterminée à l'aide des équations (3) à (5). On 25 utilise ensuite les équations (6) à (11) pour déterminer la quan tité maximale de réducteur à ajouter pour maintenir la teneur en oxygène souhaitée. L'équation (12) permet ensuite de calculer le poids de réducteur à utiliser. On utilise ensuite les équations (6) à (11) et l'équation (12) pour calculer les quantités maxi-30 maies des autres éléments d'addition à utiliser. Lorsque cette série de calculs est terminée, les concentrations calculées et souhaitées sont comparées comme dans le cas de l'acier effervescent et on détermine les poids des matériaux d'addition. Lorsque l'on souhaite obtenir un acier calmé, on choi-35 sit le réducteur à utiliser et on détermine la quantité nécessaire pour désoxyder complètement le bain de métal fondu. On détermine ensuite les quantités maximales des autres éléments d'addition, et on compare les concentrations calculées et souhaitées. De nouveau ces résultats sont utilisés pour déterminer 40 la séquence et le poids pour chacun des matériaux d'addition à 70 33407 14 2061715 utiliser. Dans cette forme de réalisation, la quantité de chaque matériau d'addition à incorporer peut être emmagasinée en mémoire séquentiellement sous forme de valeur de consigne pour contrôler l'incorporation des matériaux d'addition au métal fondu. Si l'on 5 doit ajouter d'autres quantités d'éléments d'addition durant la suite du processus, ces valeurs de consigne peuvent aussi être emmagasinées pour être utilisées au moment souhaité. La figure 2 représente une forme de réalisation des moyens permettant d'incorporer les éléments d'addition suivant 10 la séquence appropriée et avec des quantités appropriées. Des moyens de commutation 137 peuvent être actionnés pour transmettre initialement la première valeur de consigne ALlgp à un contrôleur de poids 138. Ce signal est alors combiné avec un signal ALI provenant du détecteur de poids 111 associé au réservoir 102 15 représenté dans la figure 1. Le contrôleur de poids 138 fournit un signal de sortie W qui est transmis, par l'intermédiaire d'une autre partie des moyens de commutation 137, pour fournir des signaux el, e2, e3 et en. Ces signaux sont renvoyés vers les réservoirs et les dispositifs de contrôle (non représentés) mon-20 tés sur les réservoirs et contrôlant la quantité d'élément d'addition sortant du réservoir. Le contrôleur de poids 138 fournit un signal de sortie el qui est transmis au réservoir 102 pour permettre l'incorporation d'une quantité d'élément d'addition, correspondant au signal de valeur de consigne, dans la cuve 10 25 représentée dans la figure 1. La fonction du contrôleur de poids 138 peut être réalisée par un contrôleur analogique à deux ou trois modes. De tels contrôleurs analogiques sont connus dans la technique et ne sont pas décrits en détail ici. Cette fonction peut aussi être réalisée à l'aide d'un calculateur digital. 30 Si l'on doit incorporer d'autres éléments d'addition au métal fondu 11b, le dispositif 140 d'élaboration de modèle de processus détecte le moment où le signal de sortie du contrôleur de poids 138 est nul et commute les moyens 137 sur la position suivante. Cette séquence peut se prolonger jusqu'à ce que 35 tous les éléments d'addition indiqués par le dispositif 140 d'élaboration de modèle de processus soient incorporés au métal fondu 11b. On peut utiliser un procédé similaire pour incorporer les matériaux nécessaires en un point ultérieur du programme. Cependant, seule une petite partie des matériaux d'addition est 40 incorporée durant les phases suivantes du programme de sorte que 70 33407 2061715 l'on peut utiliser aussi d'autres moyens. Par exemple, les conditions nécessaires après la coulée peuvent être fournies par la console de commande 18 pour être réalisées par l'opérateur durant les phases suivantes, c'est-à-dire dans les poches de coulée ou 5 durant le dégazage. En résumé, le dispositif de contrôle suivant la présente-invention choisit un nombre donné d'éléments d'addition de base et détermine d'après le processus les quantités d'éléments d'addition à incorporer. Après quoi la quantité d'élément 10 d'addition est convertie en quantité de matériau d'addition contenant ces éléments en se basant sur la concentration de l'élément d'addition dans chaque matériau d'addition, le coût des matériaux d'addition et les facteurs de régénération. La séquence et les poids sont calculés en respectant les contraintes 15 imposées par les quantités limites d'éléments à ajouter, les densités et les températures au cours du processus. A la fin de ces opérations, les informations sont utilisées pour incorporer séquentiellement les quantités correctes de matériaux d'addition suivant l'ordre approprié. 70 33407 16 2061715 REVENDICATIONS 1. Procédé pour contrôler l'incorporation d'éléments d'addition dans un bain de métal fondu oxydé afin d'obtenir une concentration souhaitée de chaque élément d'addition dans l'alliage métallique final, caractérisé par le fait qu'il consiste 5 à analyser quantitativement la composition du métal fondu, à mesurer la température du métal fondu, et à incorporer tous les éléments d'addition en succession relativement rapide au métal fondu, les quantités d'éléments étant fonction de l'analyse quantitative et de la mesure de température. 10 2. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel un ou plusieurs éléments d'addition sont contenus dans différents matériaux appelés ci-après matériaux d'addition, lesdits matériaux d'addition étant de préférence incorporés au bain de métal fondu plutôt que les éléments d'addition sous forme pure, carac-15 térisé par le fait qu'il consiste à incorporer les matériaux d'alliage nécessaires dans le bain avec des quantités et suivant une séquence déterminées en se basant sur l'analyse quantitative et la mesure de température, de façon à obtenir la concentration souhaitée d'éléments d'addition dans l'alliage métallique final. 20 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il consiste en outre à analyser la teneur en oxygène du bain de métal fondu, et à incorporer un élément d'addition ou un matériau d'addition au bain, suivant une quantité basée sur l'analyse de la teneur en oxygène, 25 de façon à amener la teneur en oxygène du bain à une valeur correcte permettant d'obtenir une teneur en oxygène souhaitée dans l'alliage métallique final. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel un ou plusieurs des éléments d'addition sont 30 contenus dans plusieurs matériaux d'addition, mais avec des concentrations respectives différentes dans les différents matériaux d'addition, caractérisé par le fait qu'il consiste à choisir et à incorporer dans le bain plusieurs matériaux d'addition de ce type suivant des quantités basées sur la composition du produit 35 final et sur la composition actuelle du bain. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que les quantités de matériaux d'addition sont calculées en se basant en outre sur la teneur en oxygène nécessaire. 70 33407 2061715 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il consiste en outre à déterminer une quantité d'élément d'addition nécessaire pour obtenir une teneur en oxygène souhaitée, et une autre quantité d'élément d'addition nécessaire 5 pour obtenir la concentration souhaitée, et à introduire dans le bain la plus faible de ces deux quantités. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel le métal est de l'acier et dans lequel on veut obtenir une seconde qualité d'acier possédant une concen- 10 tration d'oxygène souhaitée comprise entre une première et une seconde valeurs prédéterminées et plusieurs concentrations souhaitées d'éléments d'addition, caractérisé par le fait qu'il consiste en outre à déterminer la quantité d'agent réducteur à ajouter initialement pour faire diminuer la teneur en oxygène 15 jusqu'à la valeur souhaitée, à calculer une première quantité d'agent réducteur à ajouter pour obtenir la teneur en oxygène souhaitée et une seconde quantité, indépendante de la première, à ajouter pour maintenir les agents réducteurs dans des domaines souhaités, puis à calculer la première quantité de chaque élément 20 d'addition et la seconde quantité, indépendante de la première, de chaque élément d'addition, à comparer la première et la seconde quantités d'agent réducteur à ajouter et à utiliser la plus faible de ces deux quantités, à introduire la quantité choisie dans le bain, et à calculer.et à introduire dans le bain les quantités 25 nécessaires de chaque élément d'addition de façon que le pourcentage en poids d'un élément d'addition s'allie avec l'acier fondu pour des domaines de conditions donnés. 8. Procédé suivant la revendication 7, destiné à fournir une troisième classe d'acier désoxydé, caractérisé par le fait 30 qu'il consiste à répéter les phases mentionnées dans la revendication 7 de façon à introduire des quantités d'éléments nécessaires pour obtenir un acier désoxydé. 9. Appareil pour contrôler 1'incorporation d'éléments d'addition dans vin bain de métal fondu de façon à obtenir une 35 concentration finale souhaitée de l'élément d'addition, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour analyser quan-tativement la composition du bain, des moyens pour mesurer la température du bain, des moyens de contrôle répondant aux moyens d'analyse et aux moyens de mesure de température pour indiquer 40 la quantité d'élément d'addition à incorporer au métal fondu 70 33407 18 2061715 afin d'obtenir une concentration finale sensiblement égale à la valeur souhaitée, et des moyens répondant à ces moyens de contrôle pour introduire de façon contrôlée l'élément d'addition dans le bain de métal fondu. 5 10. Appareil suivant la revendication 9, dans lequel l'élément d'addition est contenu dans un matériau d'addition, caractérisé par le fait que les moyens de contrôle comportent en outre des moyens pour calculer la concentration souhaitée des éléments d'addition, et des moyens répondant à la différence 10 entre les concentrations souhaitées et réelles d'éléments d'addition et à la composition du matériau d'addition afin d'indiquer la quantité de matériau d'addition à incorporer pour obtenir la quantité nécessaire d'éléments d'addition. 11. Appareil suivant la revendication 10, dans lequel 15 plusieurs éléments d'addition sont contenus dans plusieurs matériaux d'addition, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour calculer un facteur de régénération pour chaque élément en réponse aux moyens d'analyse quantitative et aux moyens de mesure de température afin d'utiliser ce facteur de 20 régénération pour déterminer la quantité et la séquence des matériaux d'addition à ajouter. 12. Appareil suivant la revendication 11, destiné à contrôler un processus pour obtenir plusieurs compositions finales, chaque composition finale possédant une teneur en oxygène 25 prédéterminée, caractérisé par le fait que des moyens de calcul de la composition finale souhaitée répondent à des moyens de sélection pour calculer la valeur finale de la teneur en oxygène souhaitée, au moins un des matériaux d'addition comportant des éléments capables de désoxyder le métal fondu, ledit dispositif 30 de contrôle comportant en outre des moyens pour mesurer la teneur en oxygène dissous du métal fondu, et les moyens de contrôle comportant en outre des moyens répondant à la différence entre la teneur en oxygène souhaitée et la teneur en oxygène mesurée pour sélectionner un des matériaux d'addition en tant qu'agent 35 réducteur.