Brevet FR2080655A1 — publié le 19711119

La présente invention concerne un procédé pour prolonger la durée de service du garnissage réfractaire du récipient d'affinage d'une installation d'affinage de fonte par pulvérisation, dans laquelle un jet de fonte brut^ pénétrant verticalement dans le récipient d'affinage 5 réalisé comme un foyer de forme allongée, est pulvérisé, avec formation d'un cône de projection, par au moins un jet de gaz d'affinage insufflé à peu près horizontalement. Pendant la transformation en continu de fonte brute en métal préaffiné ou en acier d'après le procédé d'affinage par pulvérisation, 10 le garnissage réfractaire du récipient d'affinage subit une forte usure près de la zone de rencontre de l'agent d'affinage gazeux avec le jet de fonte brute. Jusqu'à présent, il n'a pas été possible d'atténuer efficacement cette usure, dont souffrent surtout les parois latérales du récipient d'affinage. Bien que l'on ait tenté de.réaliser la tête 15 de pulvérisation - servant à l'insufflation du jet de gaz d'affinage et traversant la paroi frontale du récipient d'affinage de forme allongée -de manière qu'un contact des parois latérales du récipient d'affinage avec le cône de projection soit évité, ces tentatives impliquaient l'utilisation de têtes de pulvérisation d'une conformation compliquée 20 dont la durée de service n'était pas satisfaisante. On a également proposé, dans le but de prolonger la durée de service des parois latérales du récipient d'affinage et des têtes de pulvérisation, d'introduire l'agent d'affinage gazeux sous pression et sous la forme d'un jet primaire et d'un jet secondaire, ce qui apporte une meilleure pulvérisation de la 25 fonte brute liquide et ce qui empêche en outre la formation de turbulences qui ont forcément tendance à se produire dans un récipient d'affinage fermé. Toutes ces mesures ont seulement apporté des améliorations graduelles des conditions d'exploitation; un affinage continu pendant une période prolongée sans remplacement de la tête de pulvérisation et/ou 30 réparation du garnissage réfractaire du récipient d'affinage a jusqu'à présent été impossible. L'invention supprime ces difficultés et inconvénients. Suivant l'invention, un procédé pour prolonger la durée de service du garnissage réfractaire du récipient d'affinage d'une installation d'affinage par 35 pulvérisation est essentiellement caractérisé par une introduction d'air balayant les deux parois latérales du récipient d'affinage, de part et d'autre du cône de projection. On obtient ainsi un refroidissement des BAD ORIGINAL 71 05629 2 2090655 parois latérales et le cône de projection est en outre tenu à l'écart des parois latérales. L'utilisation d'une tête de pulvérisation d'une forme compliquée n'est pas nécessaire. En cas d'utilisation d'air comprimé enrichi d'environ 30 à 35 % 5 d'oxygène comme gaz d'affinage et d'oie pression de 10 à 15 atmosphères relatives, on utilise de préférence une quantité d'air de refroidissement qui correspond à peu près au double de la quantité de gaz d'affinage, et on introduit cet air de refroidissement de façon continue à travers des fentes verticales pratiquées dans la paroi frontale du récipient d'af-10 finage. En cas d'utilisation d'oxygène technique comme gaz d'affinage et d'une pression de 10 à 15 atmosphères relatives, la quantité de l'air de refroidissement introduit de façon continue à travers des fentes verticales pratiquées dans la paroi frontale du récipient d'affinage 15 peut être de trois à quatre fois plus grande que la quantité de gaz d'affinage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti-ront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, ainsi que du dessin annexé dans lequel : 20 - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un récipient d'af finage d'une installation d'affinage par pulvérisation, - la figure 2 est une élévation frontale dans le sens de la flèche A de la figure 1, - la figure 3 est une coupe horizontale suivant la ligne III-III 25 de la figure 1. Le dessin représente un récipient d'affinage 1 qui est réalisé comme un foyer de forme allongée et dans la voûte duquel est disposé un entonnoir 3 pour l'introduction de la fonte brute liquide 4. Dans la paroi frontale 5 du récipient d'affinage est incorporée une tête de pul-30 vérisation ou une buse de soufflage 6 pour l'introduction d'air comprimé enrichi d'oxygène ou d'oxygène technique. Le jet de gaz d'affinage 7 pulvérise le jet de fonte brute en formant avec celle-ci un cône de projection 8 qui est à peu près horizontal. Le métal affiné 10 et la scorie 11 s'accumulent sur la sole 9. Un conduit d'évacuation des gaz est désigné par 12. 35 Une ouverture 13 est prévue pour la percée du métal affiné, tandis qu'une ouverture 14 est prévue pour la percée de la scorie. bad original 71 05629 3 2080655 Pendant l'exploitation classique, c'est-à-dire sans amenée d'air supplémentaire, les parois latérales 15 s'usent fortement le long du cône de projection 8; la ligne 16 sur la figure 3 indique le profil de l'usure constatée après le traitement de cinq charges. La paroi frontale 5 du récipient d'affinage est interrompue par des fentes 17 à travers lesquelles est aspiré de l'air, en raison de la dépression qui s'établit à l'intérieur du récipient d'affinage par l'effet d'éjecteur produit par le jet de gaz d'affinage. Cet air entre donc du fait que la pression à lrextérieur du récipient est plus élevée, s'écoule dans le sens indiqué par les 10 flèches sur la figure 3, et refroidit les parois latérales 15 en empêchant ainsi leur usure. La demanderesse a constaté avec surprise que l'air introduit à travers les fentes 17 n'entraîne pas d'augmentation de la teneur en oxygène des gaz évacués, ce qui signifie que l'air introduit en plus participe à la réaction d'affinage. Cela revient à dire que la consommation de gaz d'affi-15 nage est diminuée. La demanderesse a observé en outre que la réaction se déroule plus doucement puisque la formation de turbulences dans la zone du cône de projection est évitée. Les tableaux figurant à la fin de la description permettent la comparaison des caractéristiques d'une série de charges traitées à 20 l'échelle de l'exploitation normale, avec un débit de fonte brute d'environ 600 kg/mn affinée avec de l'ait comprimé contenant 34% d'oxygène. L'une des séries d'essais (tableau I) est effectuée sans introduction d'air de refroidissement, tandis que les parois latérales du récipient d'affinage sont refroidies à l'air pendant l'autre série d'essais (tableau II). Les 25 fentes pratiquées dans la paroi frontale pour l'aspiration de l'air de l'atmosphère mesurent 600 mm x 90 mm. Pendant la première série d'essais (tableau I), on constate, après le traitement de cinq charges, une usure des parois latérales qui correspond à la ligne 16 représentée sur la figure 3; la profondeur d'usure maximale atteint 150 mm. Aucune usure notable peut 30 être constatée pendant l'autre série d'essais (tableau II). En comparant les caractéristiques, notamment celles des charges 5 et 6, on constate en outre que l'introduction d!air de refroidissement se traduit par une diminution considérable de la consommation d'oxygène, alors que la teneur en oxygène dans les gaz évacués reste inchangée. En moyenne., la consommation 35 d'oxygène venant du jet de gaz d'affinage est réduite d5environ 1/3 par l'introduction d'air de refroidissement. 71 05629 4 2080655 N'importe quel gaz de refroidissement non inflammable peut en principe être insufflé dans le récipient d'affinage à travers les fentes. En cas de variation du débit de la fonte brute à l'entrée, on peut régler le débit d'air par la variation de la section de passage des fentes, ce qui peut être réalisé d'une manière simple par l'utilisation de registres appropriés. 71 05629 c 2030655 TABLEAU I Char ge n; 5 1 2 3 â 5 Teneur en carbone de la fonte brute (%) 4,0 4.1 4,1 4,0 4,1 10 Teneur en carbone de la fonte brute préaffinée (%) 2,5 2,2 2,3 l.i 6 li? 15 Perte au feu de C+Si+Mh+P (%) 3,7 3,9 4,1 4;4 4,5 20 Consommation d'oxygène venant du jet de gaz d'affinage en Nm /t de fonte brute 21,8 22,0 23,0 30,8 30,2 25 30 Analyse des gaz d'échappement : o2 (%) co2 (%) co «) H2 (Z) 0,3 18,4 8,2 0,6 0.3 16,2 10,8 0,7 0,4 15,3 9,0 0,5 0,2 21,9 16,2 0,4 0, 6 17,7 12,4 0,3 62 9 8065E TABLEAU IL Charge n° 5 6 7 8 9 10 Teneur en carbone de la fonte brute (%) 4,2 4,1 4,2 4S 0 4,2 10 Teneur en carbone de l'acier (%) 0, 74 0,62 0S 20 0,02 0; 02 Perte au feu de • 15 C+Si+Ma+P (%) Consommât ion d!oxygène 4,6 43 8 5,3 5,1 ^ 7 20 venant du j et de gaz 3 d'affinage en Nm /t de fonte brute 21,8 26,4 26,5 30, 4 32,0 Analyse des gaz 25 d'échappement : °2 (%) 0, 3 0, 3 0,3. 0S 3 0, 3 co2 (%) 16s 5 lO, 5 14,0 10S 5 11,6 C0 (%) 6,7 20, 2 12,6 19,0 19,4 30 h2 ('») 0,2 0,4 0,2 0,4 0,1 74 05619 7 2080655 REVENDICATIONS 1. Procédé pour prolonger la durée de service du garnissage réfractaire du récipient d'affinage d'une installation d'affinage de fonte par pulvérisation, dans laquelle un jet de fonte brute, pénétrant verticalement dans le récipient d'affinage réalisé comme un foyer de forme allongée, 5 est pulvérisé, avec formation d'un cône de projection, par au moins un jet de gaz d'affinage insufflé à peu près horizontalement, caractérisé par l'introduction d'air balayant les deux parois latérales du récipient d'affinage, de part et d'autre du cSne de projection. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, 10 en cas d'utilisation d'air comprimé enrichi d'environ 30 à 35% d'oxygène comme gaz d'affinage et d'une pression de 10 à 15 atmosphères relatives, on utilise une quantité d'air de refroidissement qui correspond à peu près au double de la quantité de gaz d'affinage, et on introduit cet air de refroidissement de façon continue à travers des fentes verticales pratiquées 15 dans la paroi frontale du récipient d'affinage. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en cas d'utilisation d'oxygène technique tomme gaz dïaffinage et d'une pression de 10 à 15 atmosphères relatives, la quantité de l'air de refroidissement introduit de façon continue à travers des fentes verticales pratiquées dans 20 la paroi du récipient d'affinage atteint trois à quatre fois la quantité de gaz d'affinage.