Brevet FR2080657A1 — publié le 19711119

La présente invention concerne d'une part un procédé d'affinage de fonte brute liquide dans une installation d'affinage par pulvérisation, procédé selon lequel la fonte brute est conduite dans le récipient d'affinage et le jet de 5 fonte brute qui tombe dans le récipient d'affinage est pulvérisé par un jet de gaz d'affinage insufflé horizontalement et formant un cône de pulvérisation, et selon lequel des fondants tels que de la chaux, du calcaire, du spath fluor, de la bauxite, du minerai, etc.sont ajoutés dans le cone de pulvérisation, d'autre part, une installation d'affinage par pulvérisation 10 pour la mise en oeuvre du procédé. Des installations d'affinage par pulvérisation exploitées suivant ce procédé présentent par rapport à celles dans lesquelles se forme un cône vertical de pulvérisation, l'avantage d'un encombrement en hauteur plus faible et permet-15 tent, par rapport à ces dernières, une meilleure interréaction du laitier et de l'acier. De ce fait, on pouvait en effet abaisser la teneur en fer du laitier et obtenir un meilleur rendement en fer; cependant, après comme avant, le rendement en fer restait trop bas, en comparaison avec d'autres procédés de fabrication 20 de l'acier. Par ailleurs, on n'arrivait pas à utiliser complètement le gaz d'affinage, de sorte qu'on obtenait des teneurs trop élevées en oxygène dans les gaz d'échappement. Pour éviter cet inconvénient on s'était jusqu'à présent efforcé d'amener au jet 25 de gaz d'affinage la fonte brute sous forme d'un jet cyclindrique le plus étroit possible parce que l'on estimait qu'un jet de fonte brute vacillant ou étalé en éventail ou des faisceaux divergents ne pouvait être pulvérisé et affiné que de façon irrégulière. Pour pouvoir mieux et plus sûrement pulvériser par 30 le jet de gaz d'affinage un tel jet étroit de fonte brute de section à peu près circulaire, on a proposé de donner au jet de gaz d'affinage une fome ayant une section transversale en forme d'U. De ce fait, on obtenait une formation plus uniforme du cône de pulvérisation. Cependant, il est apparu que l'action d'affinage in-35 suffisante du jet de gaz d'affinage et l'utilisation insuffisante en résultant du gaz d'affinage n'étaient pas améliorées par ce procédé. Un autre problème se posa du fait que la fonte brute se 71 05631 2080657 soliciife.it facilement dans l'entonnoir- d'entrée. En pareils cas, il fallait interrompre l'opération d'affinage et échanger l'ensemble de l'entonnoir. L'invention a pour objectif d'éviter ces ineonvé-5 nients et cas difficultés et réside, suivant un procédé du type décrit au début, dans le fait que, la fonte brute et, le cas échéant3 au moins une partie des fondants sont conduits, avant la pulvérisation sur la paroi inclinée intérieure d'un entonnoir d9entrée muni d'une ouverture de base en forme de 10 fente, qu'on fait tomber le jet de fonte brute se formant dans l'entonnoir d'entrée, dans le récipient d'affinage en élargissant sa section pour former un rideau et qu'ensuite la fonte brute est amenée ôn contact de réaction avec 1® moyen de pulvérisation. Un mode de fonctionnement préféré est caractérise en 15 es que les fondants, sn particulier la oh&usc, sont introduits de façon continue dans le voisinage et à l'endroit mime de la •sone d'impact de la fonte brute sur la paroi inclinée intérieurs de l'entonnoir d'entrée. Ceci présente l'avantage que la zone d'impact de l'entonnoir, fortement sollicitée, est protégée par 20 les fondants parce que ceux-ci forment en quelque sorte un coussin pour la fonte brute. En outre, de cette'manière e.st provoqué un bon mélange des fondants et de la fonte brute. L'autre partie des fondants ou additions peut aussi, le.cas échéant, etre adjointe au jet de fonte brute constitué 25 dans l'entonnoir d'entrée» L'invention comprend aussi une installation d'affinage par pulvérisation munie d'un récipient d'affinage, d'au moins une lance de soufflage disposée dans la.paroi frontale du récipient d'affinage pour insuffler un gaz d'affinage, et d'un en-30 tonnoir d'entrée disposé â distance de l'axe de la lance de soufflage et à distance de la face frontale et servant à l'amenée de la fonte brute liquide, cette installation étant caractérisée en . ce que 1' ouverture de base de l'entonnoir d'entrée est .constituée en forme de fente, de préférence par une fente rectangulaire, qui 35 s'étend transversalement à la/ou aux lances de soufflage, la section transversale ou largeur de la fente étant plus grande que celle du jet de fonte brute qui se constitue dans l'entonnoir d'entrée et s'élargit,'de sorte que le jet de fonte brute ne remplit, pendant l'exploitation, qu'une partie de la section de la fente. 71 05631 3 2080657 D'autres caractéristiques et avantages de ^invention seront mieux compris à la lecture de la description qui || va suivre d'un exemple de réalisation se référant au dessin annexé dans lequel : 5 la figure 1 représente une coupe verticale dans le sens longitudinal du récipient d'affinage, d'une installation d'affinage par pulvérisation, et la figure 2 représente une vue en plan sur un entonnoir d'entrée d'un récipient d'affinage par pulvérisation. -]0 La référence 1 désigne un récipient d'affinage et la référence 2 désigne un entonnoir d'entrée constitué en un matériau réfractaire et encastré dans la voûte de ce récipient. L'entonnoir drentrée 2 possède une ouverture de base 3 de section rectangulaire ( voir figure 2). Le jet de fonte brute 4 12 s'écoulant d'une poche ou d'un autre réservoir présente d'abord une section transversale à peu près circulaire et est conduit sur la paroi intérieure inclinée 5 de l'entonnoir d'entrée. La fonte brute s'écoule sur cette paroi, le jet s'élargit alors en s'écoulant sur cette paroi, prend en sortant de l'ouverture de 20 base 3 la forme en éventail du jet de fonte brute 6, et pénètre dans cet état dans le récipient d'affinage. Sur la paroi frontale du récipient d'affinage 1 est montée une lance de soufflage 7 de laquelle sort un jet de gaz d'affinage 8. A la rencontre avec le jet de gaz d'affinage du jet de fonte brute étalé en éventail 25 sur une large surface à la manière d'un rideau, la fonte brute est finement pulvérisée en formant un cône de pulvérisation 9, grâce à quoi l'on obtient un bon effet d'affinage. Au fond du récipient d'affinage 1 se rassemblent la fonte affinée 10 et le laitier 11. 30 " " Par un tuyau 12, on amène dans l'entonnoir 2 de la chaux 13, d'une grosseur de grain de 0 à 25 mm, dans la zone de l'endroit d'impact 14 du jet de fonte brute 4 sur la paroi intérieure 5 de l'entonnoir d'entrée. Par un autre tuyau 15 on peut, de façon continue ou discontinue, amener de la bauxite ou 35 du spath fluor en tant que formateurs de scories ainsi que du minerai ou du calcaire en tant que moyens de refroidissement. Les fondants ou additions tombant librement à travers l'ouverture de base 3 de l'entonnoir sont désignés par la référence 16. 71 05631 k 2080657 Il est apparu que, pour une installation ayant un débit d.e fonte brute d'environ.600kg/mn, une ouverture de base de 100 mm x 50 mm fournissait une section adaptée à Centrée sans perturbations de la fonte brute et des formateurs de 5 scories nécessaires. Aucun dérangement ne se produit par solidification de la fonte brute ou par usure de l'entonnoir. Le récipient d'affinage 1 peut encore présenter d'autres gou-lottes 17, 1-8 pour l'amenée de matières à grain fin comme de la mitraillé en petits morceaux. La référence 19 désigne la 10 cheminée pour l^échappement des gaz et la référence 20 le trou j de coulée du récipient d'affinage. Des tableaux suivants ressortent les résultats d'exploitation qui ont été obtenus dans une'installation d'affinage par pulvérisation, de l'air comprimé enrichi: :à 34% en oxygène 15 ayant été employé comme gaz d'affinage. Dans le tableau I sont contenus les résultats comparés obtenus .en pulvérisant un jet-de fonte brute de section circulaire.,-Le tableau II donne à nouveau les résultats d'exploitation obtenus en pulvérisant un jet de fonte brute étalé 20 en éventail sous la forme d'un rideau. Tableau I Essais Nos. 1 - 2 3 4 . 5 Teneur en carbone de la fonte brute % 4,3 4,1 4,2 4,1 4,3 Teneur en carbone de la fonte affinée % 2,2 1,8 1,8 1,6 1,5 Pertes en C+Si+Mn+P % 3,3 3,5. " 4,2 4,2 5,0 Consommation en. oxygène Nm3/t RE 28,7 37,6 36,0 34,1 35,4 Analyse des gaz d'échappement °2 * 4,1 8,9 3,4 3,1 6,5' C0o $ CO^ % H2 - % 3,5 46,4 0,3 -7,1 29,5 0,6 7,6 34,9 0,6 11,0 34,0 0,5 8,3 27,4 0,4 Rendement en fonte affi- - ■ née par rapport à la fonte brute introduite $ 87,0 88,5 85,1 88,2 86,7 71 05631 5 2080657 TABLEAU II Essais Nos 5 0 -i— —i > "7 } ^ i - i ; Teneur en carbone de la fonte brute $ À- j 0 4, i *+? i 4,0 Lr$ i Teneur en carbone de la fonte affinée fo 2,5 2,2 1,6 10 Pertes en C+Si+Mn+P % 3,7 3,9 4,1 4,4 4,5 ! Consommation d'oxygène Nm3/t RE 21,8 O O A } v 23,0 -2 A 3 ^ > - 30,2 15 Analyse des gaz d'échappement °2 * 0,3 0,3 0,4 0,2 0,6 co2 % 18,4 16,2 15,3 21,9 17,7 C0 1o 8,2 10,8 9,0 16,2 12,4 H2 * 0,6 0,7 0,5 0,4 0,3 20 Rendement en fonte affinée par rapport à la fonte brute' introduite % 92,6 92,2 94,4 90,0 89,5 De la comparaison des valeurs numériques, il ressort que, grâce à l'emploi du procédé conforme à l'invention,(tableau 25 II) l'effet d'affinage du jet de gaz d'affinage a été beaucoup amélioré. De ce fait, on a pu Abaisser la consommation en oxygène et réduire la teneur en oxygène dans les gaz d'échappement presque jusqu'à la valeur zéro, ainsi qu'obtenir un meilleur rendement Bien entendu, diverses modifications peuvent être appor 30 tées par l'homme de l'art au mode de réalisation qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans que l'on sorte pour cela du cadre de l'invention. 71 05631 6 2080657 H 1 V 8 H D I t SUC H S 1°- Procédé d'affinage de fonts bsnate liquide dans uns installation d ' affinage par pulvérisation, selon lequel la fonça brute est conduite dans le récipient d'affinage et le 5 jet ds fonte brute qui tombe dans le récipient dAffinage est pulvérisé par un jet de gaz d*affinage insufflé•horizontalement d© manière à former un cône de pulvérisation, et des fondants tels que de la chaux, du calcaire, du spath fluor, de la bauxite, du minerai-, etc ... sont ajoutés dans le cône de pulvérisations 10 caractérisé en es que la fonte brute &ta le cas échéant, au moins une partie des fondants sont conduits, avant la pulvérisation, sur la paroi inclinée intérieure d'un entonnoir d®entrée muni d'une ouverturs de basa ©n fome de fente, qu'on fait tomber 1© j®t de fonte brute se formant dans l'entonnoir d*entrée dans 15 1® récipient d'affinage .en élargissant sa section pour former un rideau et que l^onte brute en jet élargi en rideau est amenés en contact de réaction avec le moyen de pulvérisation. 2°~ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en es que les fondants, en particulier la chaux,"sont-introduits de 20 façon continue dans la sons ou à proximité de la sone d*impact de-la fonte brut® sur la paroi inclinée-intérieure- de 17entonnoir d'entrée» 3°- Procédé selon l'une des ravendications 1 ou 2, carac térisé en ce que- le cas échéant, l'autre partie dès fondants ou 25 additions est adjointe au, jet de font© brute ayant été formé dans l'entonnoir d* entrée 4°- Installation d'affinage par pulvérisation pour la mise ©n oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, munie d'un récipient d'affinage, d'au moins une 30 lance de"soufflage montée dans la paroi frontale du récipient d'affinage pour insuffler un gaz d'affinage, et d'un entonnoir d'entrée pour l'amenée de la fonte brute liquide, disposé à distance de l'axe de la lance de soufflage et à distance de la paroi frontale? caractérisée en ce que l'ouverture de base de l'én-35 tonnoir d'entrée est constituée en forme de fente, de préférence, par une fente rectangulaire qui s'étend transversalement à la/ou aux; lances de soufflage, la section transversale ou largeur de 71 05631 7 2080657 la fente étant plus grande que la section transversale ou largeur du jet de fonte brute constitué dans 1*entonnoir d*entrée et s♦élargissant, de sorte que le jet de fonte brute nToccupe, pendant l'exploitation, qu*une partie de la section transversale de la fente.