Brevet FR2080658A1 — publié le 19711119

La présente invention concerne, d'une parc, un procédé d'affinage par pulvérisation de fonte brute, selon lequel un jet de fonte brute est pulvérisé, le cas échéant, conjointement avec des fondants à grain fin et des matières additionnelles, dans un récipient d'affinage 5 clos, par insufflation d'un jet de gaz d'affinage, de manière à former un cône de pulvérisation à peu près horizontal, le métal affiné et le laitier se rassemblant et décantant au fond du récipient d'affinage et étant immédiatement après éloignés de façon continue, du récipient d'affinage, et, d'autre part, un récipient d'affinage peur la mise en 10 oeuvre de ce procédé. Lors de l'emploi de tels procédés d'affinage par pulvérisation pour pré-affiner de la fonte brute ou pour fabriquer de l'acier, différentes difficultés se présentent. Il est apparu que le laitier et le métal se séparent difficilement et que les gouttelettes de métal qui frappent 15 sur la couche de laitier après la pulvérisation du jet de fonte Diute, ne se décantent pas complètement. En conséquence, le laitier contient une part élevée de grenaille de fer, ce par quoi le rendement en métal liquide est considérablement réduit. Jusqu'à présent on évacuait continuellement le laitier et le métal par des trous de coulée qui étaient disposés à peu 20 près au centre du récipient d'affinage constitué généralement par un creuset s'étendant en longueur, et dans la zone d'impact des gouttelettes de métal. L'examen du laitier prélevé directement dans la zone d'impact du jet de pulvérisation, prouva aussi une teneur considérable en oxydes de fer, en plus d'une part élevée de grenaille de fer. La teneur an oxydes 25 de fer du laitier se tient dans un rapport détermina avec la ceneur en carbone du métal affiné, quand les conditions d'équilibre sent réalisées, c'est-à-dire quand le laitier a achevé de réagir. Dans le procédé d'affinage par pulvérisation, cette teneur en oxydes de £er était jusqu'à présent loin au-dessus de celle qui devrait s'établir en raison des condi-30 tions d'équilibre- Pour améliorer l'élimination des grenailles hors du laitier et permettre au laitier et au métal affiné de réagir complètement, et faciliter ainsi la décomposition des oxydes de fer dans le laitier, on a jusqu'à présent essayé, en vain, de maintenir le laitier fluide par un excédent en fondants. Ces mesures présentaient comme inconvénient de 35 provoquer une usure accrue deu revêtement réfractaire- L'invention surmonte ces inconvénients et ces difficultés et a pour but de réaliser une élimination améliorée des grenailles de fer hors du laitier et d'abaisser en outre sa teneur en oxydes de fer, afin d'améliorer le rendement en métal liquide Ces buts de l'invention sont atteints 71 05632 2 2080658 dans le procédé décrit au début, du fait que le laitier est transporté dans le récipient d'affinage hors de la zone d'impact des gouttelettes vers une zone non influencée par le cône de pulvérisation et qu'il est extraie du récipient d'affinage à l'extrémité de cette zone. 5 Le laitier est, de préférence, transporté hors de la zone d'impact des gouttelettes à contre-courant du métal affiné. Le métal affiné dans un récipient d'affinage à fond incliné peut être transporté vers le haut à 1'encontre de la pente du fond au moyen d'une goulotte électromagnétiquement de transport et l'on peut faire 10 couler vers le Bas le laitier situé au-dessus du matai, le trou de coulée de l'acier étant situé à un niveau supérieur à celui du trou de coulée du laitier.» Le récipient d'affinage pour la mise en oeuvre du procédé, récipient muni d'au moins un dispositif de soufflage disposé à peu près "15 horizontalement dans sa paroi frontale pour l'amenée d'un moyen gazeux d'affinage, d'un entonnoir d'entrée de fonte brute liquide et, le cas échéant, de fondants, entonnoir disposé dans la voûte du récipient d'affinage à distance du dispositif de soufflage, d'une sole allongée pour recevoir le métal affiné et le laitier, et de trous de coulée pour 20 l'évacuation continue du métal et du laitier, ainsi que d'une évacuation des gaz5 est caractérisé en ce que le trou de coulée.pour le laitier se trouve près de la paroi frontale du récipient, paroi portant le dispositif de soufflage à un niveau supérieur à celui du trou de coulée pour le métal affiné. 25 Le trou de coulée pour le métal affiné se trouve, de préfé rence, au voisinage de la paroi qui est située a l'opposé de la paroi portant le dispositif de soufflage et est, de préférence, constitué par un trou de coulée en siphon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront 30 mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation se référant au dessin annexé sur lequel: - la figure 1 représente une coupe longitudinale du récipient d'affinage; at - les figures 2, 3 et 4 représentent des coupes verticales à 35 travers les trous de coulée suivant les lignes II-II, III-III, et IV-IV de la figure 1. Dans la voûte du récipient d'affinage est monté un entonnoir, d'entrée 1 pour l'amenée d'un jet de fonte brute 2. Au-dessus de l'entonnoir 1* ont prévoit des goulottes 3, 4 pour- l'amenée de fondants, comme de la 40 chaux, du spath-fluor, du minerai de fer, du calcaire, etc. Les références 71 05632 3 2080658 5 et 6 désignent d'autres ouvertures à travers lesquelles on peut éventuellement introduire d'autres fondants. A travers l'ouverture 6 on peut, par exemple, charger de la mitraille en petits fragments comme moyen de refroidissement. A l'aide d'un dispositif de soufflage 7 disposé dans la paroi 5 frontale, on dirige un jet de gaz d'affinage 8 contre le jet de fonte brute 2; de sorte que la fonte brute est subdivisée en un grand nombre de gouttelettes et est affinée en formant un cône de pulvérisation 9 à peu près horizontal. Le métal affiné 10 et le laitier 11 se rassemblent au fond du récipient dont la sole 12 est inclinée en direction de l'échappement ou cheminée des 10 gaz 13. Les références 14, 15 et 16 désignent des trous de coulée à travers lesquels le métal et le laitier sont respectivement évacués- Le trou de coulée 14 est prévu au point le plus bas de la sole 12, reste fermé pendant le service et sert à vider le récipient d'affinage après interruption du procédé d'affinage (voir figure 3). Le trou de coulée 15 est ouvert et 15 prévu directement près du trou de coulée 14 et conduit du fond de la sole vers le haut, de sorte qu'un bassin de décantation du métal peut se former dans le récipient d'affinage (voir figure 4). Le trou de coulée 16 est prévu au-dessus de la surface du bain de métal, près de la paroi frontale du récipient d'affinage et sert à l'évacuation du laitier (voir figure 2). 20 La distance entre les trous de coulée 15 et 16 doit être la plus grande possible. Elle s'élève par exemple à 7 m dans une installation d'essai ■prévue pour un débit d'environ 600 kg de fonte brute par minute. Suivant la représentation de la figure 1, on reconnaît à l'intérieur du récipient d'affinage plusieurs zones désignées par A, B, C, 25 et D. La zone A correspond à la zone d'impact des gouttelettes de métal sur le laitier 11. La zone B s'étend entre la zone A et la paroi frontale; dans cette zone B, le laitier n'est pas influencé par le cône de pulvérisation 9. La référence 6 désigne la zone située entre la paroi frontale et le trou de coulée 15 pour le métal. La zone D est située dans la zone de 30 l'évacuation des gaz 13. A cet endroit il se produit un dépôt de particules de métal et de laitier, particules récupérées hors du gaz d'échappement lors du changement de direction du courant de gaz d'échappement de l'horizontale â la verticale. Si, maintenant, les trous de coulée 15 et 16 sont disposés loin l'un de l'autre, alors le métal et le laitier doivent s'écouler à 35 contre-courant dans le sens des flèches dessinées Le laitier 11 est transféré hors de la zone A dans la zone B et s'écoule par le trou de coulée 16, tandis que le métal affiné coule en même temps à contre-courant vers le trou de coulée 15. De ce fait, il est donné au laitier assez de 71 05632 - 2030658 4 temps pour -permettre. 1& séparation ou décantation des grenailles et il peut, en outre, dans -la zone B, entrer en réaction avec le métal, de sorte que,la teneur.en oxydes de fer diminue- Les avantages obtenus par le procédé conforme à l'invention 5 vis-à-vis du procédé traditionnel ressortent clairement du tableau suivant. • Mode de fonctionnement traditionnel Mode de fonctionnement suivant le procédé conforme à l'invention 10 Charge N° Charge Nc 1 2 3 4 5 . 6 7 8 9 10 15 Teneur du laitier en grenailles métalliques qui peuvent être éliminées magnétiquement après broyage de l'échantillon (%) 34 24 29 31 30 2,8 1,0 1,2 0,0 1,5 20 Teneur totale en Fe du laitier (Fe dans les .grenailles + Fe dans les oxydes) (%) 42,0 45,8 41,9 44,5 35,0 8,5 8,9 9,0 5,8 6,7 25 Rendement en métal affiné, rapporté à la fonte brute chargée. (%) 53,2 57,2 62,1 63,3 84,6 94,1 91,5 93,5 94,8 94,0 Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées -par l'homme de l'art aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits à 30 titre d'exemples non limitatifs sans que l'on sorte .pour cela du cadre de l'invention * 71 05632 5 2030650 REVENDICATIONS 1 - Procédé d'affinage par pulvérisation de fonte brute, selon lequel un jet de fonte brute est pulvérisé, le cas échéant conjointement avec des formateurs de laitier et des fondants, dans un récipient fermé d'affinage, par insufflation d'un jet de gaz d'affinage et forme un cône de pulvérisation à peur près horizontal, et selon lequel le iuêtal affiné et le laitier sont rassemblés et décantent au fond du récipient d'affinage et sont évacués en continu hors du récipient d'affinage, caractérisé en ce que le laitier est transporté dans le récipient d'affinage hors de la zone d'impact des gouttelettes vers une zone non influencée par le cône de pulvérisation et est extrait du récipient d'affinage à l'extrémité de cette zone. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le laitier est transporté à contre-courant du métal affiné hors de la zone d'impact des gouttelettes. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2,, caractérisé en ce que le métal affiné dans un récipient d'affinage muni d'un fond incliné est transporté vers le haut à 1'encontre de la pente du fond au moyen d'une goulotte de transport électromagnétique et que le laitier peut couler vers le bas au-dessus du métal, le trou de coulée de l'acier étant situé à un niveau supérieur à celui du trou de coulée du laitier. 4 - Récipient d'affinage pour la mise en oeuvre du procédé • selon la revendication 1, récipient muni d'au moins un dispositif ds soufflage monté à peu près horizontalement dans la paroi frontale du récipient et servant à l'amenée d'un moyen gazeux d'affinage, d'un entonnoir d'entrée disposé à distance du dispositif de soufflage dans la voûte du récipient d'affinage et servant à l'introduction de la fonte brute liquide et, le cas échéant des fondants, d'une sole allongée pour recevoir la métal affiné et le laitier, ainsi que d'une évacuation des gaz, caractérisé en ce que le trou de coulée pour le laitier se trouve près de la paroi frontale du récipient, paroi munie du dispositif de soufflage, à un niveau supérieur à celui du trou de coulée pour le métal affiné. 5 - Récipient d'affinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le trou de coulée pour le métal affiné se trouve dans le voisinage de la paroi située à l'opposé de la paroi munie du dispositif de soufflage* 6 - Récipient d'affinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le trou de coulée pour le métal affiné est constitué par ur. trou de coulée en siphon.