Brevet FR2132649A1 — publié le 19721124

i 2132649 La présente invention est relative à des perfectionnements aux procédés d'affinage de fonte hématite, dans un convertisseur à fond troué, le gaz d'affinage composé d'oxygène pur étant soufflé dans le bain de fonte par le fond du convertisseur ou par la partie de la paroi située sous le niveau du bain. Il est bien connu que lorsqu'on désire affiner une fonte hématite au moyen d'un gaz oxydant, le problème du contrôle de dévolution correcte de toute l'opération d'affinage est d'autant plus malaisé à résoudre de façon satisfaisante que le gaz oxydant est plus riche en oxygène. Une des raisons, évidente en soi, est que la vitesse locale de certaines réactions et les températures développées en certains endroits du bain sont en proportion directe de cette teneur en oxygène. On sait également que le déroulement correct d'une opération d'affinage de fonte hématite, spécialement lorsqu'il s'agit d'affinage au moyen d'oxygène pur, est liée à une évolution temporelle bien déterminée de la composition de la scorie. Ainsi la composition de la scorie a une grande influence sur sa participation à la réaction de décarburation, et par conséquent, sur le déroulement de cette réaction. Par ailleurs, on sait aussi que les projections d'étincelles et les débordements de scorie, qui se produisent lorsque l'on ajoute de la chaux en morceaux au bain de métal par le bec des convertisseurs classiques (morceaux de grosseur suffisante pour atteindre le bain sans crainte d'être emportés par les gaz de conversion), sont nettement préjudiciables à la sécurité des opérateurs et au rendement en fer de l'opération d'affinage ; ces projections et débordements de scories peuvent être freinés et réduits, grâce à une évolu 72 09758 a 2132649 tion appropriée de la scorie au cours de cette opération, en particulier la viscosité des scories influence leur aptitude au moussage et au débordement. On saisit ainsi tout de suite l'importance que présente un procédé efficace de maîtrise et 5 de contrôle de cette évolution. Lorsqu'on a en vue de réaliser une opération d*affinage de fonte hématite par soufflage par le fond du convertisseur, on doit avoir présent à llesprit, que l'on ne peut guère faire usage, que d'une seule variable d'action. La raison 10 «i est simple, lloxygène insufflé pénètre par le fond du convertisseur directement dans le bain, avant de passer en partie dans la scorie. On n'a donc pas la possibilité de transférer à volonté sur la scorie une partie de 1*oxygène insufflé, et agir ainsi sur sa formation. Le seul paramètre dIaction dont 15 on dispose est constitué par le débit d'oxygène soufflé par le bas, et celui-ci ne peut avoir qu*une influence très limitée sur la répartition de l'oxygène entre le bain et la scorie. La conséquence naturelle de cet état de chose, est que l'on est contraint de subir l'évolution de la composition de la 2q scorie, plutôt que de pouvoir la contrôler, ce qui constitue un inconvénient important. En particulier, l'absence de FeO dans la scorie est à 1*origine de difficultés de dissolution de la chaux dans cette scorie. Différentes tentatives ont déjà eu lieu pour remédier 25 à cet inconvénient en essayant de faire usage d'une autre variable d'action, on a déjà notamment proposé de mettre de la chaux finement divisée en suspension dans le gaz d'affinage insufflé dans le bain par le bas du convertisseur, on a alors constaté des traces importantes d'usure dans les tuyères, par ailleurs 50 le transport de la poudre et sa distribution entre les dif 72 09758 5 2132649 férentes tuyères, ont donné lieu à de sérieuses difficultés. L'addition de chaux en poudre par le haut d'un convertisseur en cours de soufflage a toujours été considérée comme inefficace, parce que la chaux en poudre était empor-5 tée par les gaz de conversion en dehors du convertisseur, avant que celle-ci n'ait pu atteindre le bain. Cette manière d'opérer n'a pu réussir qu'en imprimant aux particules de chaux, une quantité de mouvement importante, c'est ce que l'on a fait dans le procédé LD - AC. 10 La présente invention a précisément pour objet un procédé permettant de remédier à ces inconvénients. En contradiction avec ce que l'opinion courante a considéré comme établi, le demandeur a constaté que de façon remarquable et tout à fait inattendue, si l'affinage est con-15 duit par soufflage d*oxygène pur par le fond du convertisseur, on peut obtenir rapidement une scorie bien fluide et réactive ne causant aucune projection ni débordement, en introduisant par le bec du convertisseur avant le début de l'opération d'affinage ou tout au début de celle-ci, mais de préférence 20 avant le début de l'affinage, une quantité appropriée de chaux de granulomètrie déterminée, la quantité d'acier élaborée dans le dit convertisseur vérifiant toùtefois des conditions bien spécifiques. Grâce à ce fait inattendu, il-à réussi à mettre au point un procédé particulièrement efficace d'affina-25 ge de la fonte hématite. Ce procédé dans lequel on affine de la fonte hématite au convertisseur, au moyen d'un gaz oxydant injecte a là partie inférieure est essentiellement caractérisé en'ce que : a) le gaz oxydant est de l'oxygène pur, ^0 b) on apporte au bain* de métal par le bec du convertisseur 72 09758 4 2132649 la quantité de chaux (connue en sol) nécessaire pour obtenir une scorie d'indice de basicité ÇaO déterminé (le plus souvent SlÏÏp entre 2,5 et 5), et sous une forme telle que moins de 10# de cette chaux se présente sous forme de poudre d'une granu-5 lomètrie moyenne inférieure à 2 mm, et de préférence inférieure à 1 mm. c) la quantité de fonte et de mitraille et éventuellement de minerai enfournée dans le convertisseur au début ou au cours de ltaffinage est telle que celui-ci présente sur revêtement 10 neuf, pour l'affinage considéré, un volume spécifique supérieur à 0,85 m5/tonne dtacier élaboré. Suivant une variante avantageuse de lIinvention, l'apport de chaux par le bec du convertisseur se fait au tout début de l'opération d'affinage ou avant celle-ci, mais de 15 préférence avant celle-ci. Comme déjà indiqué plus haut, il a été constaté que de façon inattendue et imprévisible, une opération d'affinage de fonte hématite conduite suivant le3 indications reprises ci-dessus, permet de réaliser un affinage, sans pro-20 jection ni débordement, et par voie de conséquence un acier de qualité dans des conditions avantageuses de temps et d'économie. L'apport de chaux au convertisseur peut se réaliser de façon usuelle, par exemple à partir d'une trémie ap-25 propriée. EXEMPLE : Dans un convertisseur de 11,5 mj de volume intérieur utile, on a enfourné 8,91 tonnes de fonte contenant 1,25 % Si, 0,78 % Mn, 4,25 % C, et 5,0 tonnes de mitrailles. On y a ajouté la totalité de la chaux nécessaire, soit 920 kg sous jq forme de morceaux de calibre 20/40, chaux contenant 5 % de 72 09758 5 2132649 chaux en poudre produite par abrasion. Après affinage, on a obtenu 10.970 kgs d,acier sans qu'il soit produit de projection, la durée de l'affinage a été de 15 minutes. Le procédé suivant l'invention peut être avanta-5 geusement mis en oeuvre en utilisant, pour le soufflage du gaz oxydant par le fond ou au travers de la partie inférieure de la paroi c'est-à-dire située sous le niveau de la surface du bain, au moins une tuyère à deux tubes coaxiaux, les tubes centraux des tuyères étant destinés à l'insufflation du gaz 0 d'affinage, les tubes périphériques des tuyères étant destinés à l'introduction d'un fluide de protection liquide ou gazeux. 72 09758 e 2132649 REVENDICATIONS 1") Procédé d'affinage de fonte hématite au convertisseur, au moyen d*un gaz oxydant injecté par le fond du convertisseur ou au travers de la partie des parois située sous le niveau du bain, caractérisé par le fait 5 que : a) le gaz oxydant est de 1*oxygène pur, b) on apporte au bain de métal par le bec du convertisseur, la quantité de chaux (connue en soi) nécessaire pour obtenir une scorie d*indice de basicité CaO déterminé (le plus souvent SÏOp 10 entre 2,5 et 5), et sous une forme telle que moins de 10 % de cette chaux se présente sous forme de poudre d'une granulomè-trie moyenne inférieure à 2 mm, et de préférence inférieure à 1 mm. c) la quantité de fonte et de mitraille et éventuellement de minerai enfournée dans le convertisseur au début ou au cours de l'affinage est telle que celui-ci présente sur revêtement neuf, pour 1*affinage considéré, un volume spécifique supérieur à 0,85 m3/tonne d,acier élaboré. 2°) Procédé suivant la revendication 1, c a r a c 20 t é r i s.é en ce que l'apport de la chaux en poudre se fait au tout début de 1*opération d'affinage ou avant celle-ci, mais de préférence avant celle-ci.