Brevet FR2173060A1 — publié le 19731005

La présente invention se rapporte à des perfectionnements apportés aux procédés d'affinage de fonte au convertisseur. Ils sont applicables dans les cas oA l'affinage de la fonte est réali sé en tout ou en partie, au moyen d'une injection de gaz oxydant dans le convertisseur, réalisée à travers la paroi latérale du convertisseur, sous le niveau du bain de métal. On sait que de récents développements dans les procédés d'affinage de fonte au convertisseur ont mis en évidence les avantages qutil y a à effectuer une partie au moins de l'affinage de la fonte au moyen d'injection latérale de gaz oxydant dans le métale On sait également que, notamment dans les convertisseurs â insufflation latérale, le problème de la longévité du garnissage réfractaire d'un convertisseur d'aciérie soufflé à l'oxygène a re çu une solution satisfaisante grâce à l'utilisation de tuyères constituées de deux conduits coaxiaux, le conduit central servant à l'insufflation d'oxygène pur et le conduit périphérique à celle d'un fluide de protection, liquide ou gazeux. Toutefois, il a été constaté que le garnissage réfractaire situé dans le prolongement de l'axe de chacune de ces tuyères doubles, présentait souvent une usure plus prononcée due incontestablement à l'action du jet d'oxygène insufflé par le conduit central desdites tuyères. Il est à noter que l'axe longitudinal de ces tuyères latérales n'est pas toujours orienté de façon à passer par le centre du convertisseur; en effet, dans le but notamment d'amé- liorer les conditions de fusion des mitrailles, on a trouvé qutil est avantageux d'orienter l'axe longitudinal de la tuyère de telle sorte qu'il fasse un angle aigu, par exemple d'environ 100 avec le diamètre du convertisseur passant par le point de pénétration de ladite tuyère dans ledit convertisseur. De cette usure il résulte d'une part, une modification du profil de ce garnissage réfractaire avec les inconvénients bien connus qu'un tel profil irrégulier peut entraîner concernant le déroulement du processus d'affinage et d'autre part, que la longévité de l'ensemble du garnissage est encore limitée à celle de ces endroits particuliers qui doivent être réparés quand leur usure devient excessive La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier à ces inconvénients. Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce qu'au moyen d'une ou plusieurs tuyères dites d'affinage, situées dans la paroi latéral d'un convertis seur, on injecte un gaz oxydant composé en tout ou en partie d'oxygène commercialement pur et en ce que simultanément on injecte dans le convertisseur un fluide protecteur, liquide ou gazeux, de telle sorte que la zone de ladite paroi, située dans le prolongement de l'axe des tuyères d'affinage, soit soustraite à llinfluen- ce directe du jet d'oxygène. Cette protection est assurée par la constitution d'une nappe recouvrant ledit endroit ou par l'intersection et la déviation du jet d'affinage au moyen du fluide protecteur injecté. Suivant l'invention, l'injection du gaz oxydant est avantageusement effectuée au moyen de tuyères dites d'affinage à deux conduits coaxiaux dont le conduit central est utilisé pour le passage de l'oxygène et dont le conduit périphérique est utilisé pour le passage d'un fluide protecteur, liquide ou gazeux, de préférence à réaction endothermique. Egalement suivant l'invention, le ou les moyens d'injection du fluide de protection utilisés simultanément avec la ou les tuyères d'affinage peuvent être situés dans la paroi latérale du convertisseur. Par ailleurs, ces moyens peuvent encore consister en des éléments poreux au travers desquels on insuffle un fluide de protection gazeux. Dans une de ses modalités particulières de mise en oeuvre, le procédé de l'invention a encore pour effet de réduire un inconvéhient du soufflage latéral tel qu'il est classiquement mis en oeuvre. I1 est apparu en effet, principalement dans le cas où l'injection latérale est dirigée sensiblement vers la zone centrale du convertisseur, qu'un phénomène d'oscillation pouvait prendre naissance dans le bain de métal. Ce phénomène se manifeste par un mouvement alternatif du bain, d'amplitude croissante, le plus souvent dans le sens perpendiculaire à celui de l'injection latérale. Dans certaines conditions défavorables, ce mouvement peut conduire à des projections à ltextérieur du convertisseur. Le procédé objet de la présente invention, permet de réduire notablement les effets de ce phénomène ou de l'empêcher de naître. Une modalité avantageuse du procédé de l'invention est essentiellement caractérisée en ce que l'on effectue latéralement l'injection du fluide protecteur destiné à soustraire la paroi de l'action de l'injection de gaz oxydant, dans une direction de préférence sensiblement perpendiculaire à celle de l'injection dudit gaz oxydant, en ce que lorsqu'un mouvement de nature alternative se développe dans le bain, on module la pression ou le débit au moins d'une des injections latérales, à une fréquence aussi voisine que possible de celle du mouvement survenu, mais sensiblement en opposition de phase avec celui-ci, ce qui a pour effet de réduire ou d'annuler ce mouvement alternatif. I1 ne sort pas du cadre de l'invention que le fluide destiné à protéger la paroi entoure en même temps un jet de gaz lui-meme oxydant. Par opposition de phase, il faut entendre notamment qutà un maximum de vitesse de déplacement du métal d'une tuyère dtinjection vers la seconde tuyère d'injection, correspond un maximum de pression du gaz oxydant ou simplement protecteur injecté par cette seconde tuyère, et qu'a' un maximum de vitesse de déplacement du métal dans le sens de l'éloignement de ladite seconde tuyère, correspond un minimum de la pression deinjection à cette tuyère. L'intensité de la modulation, ainsi que son évolution en fonction du temps, sont à fixer expérimentalement en fonction des mouvements réels du métal et de la résistance que ce mouvement trouve dans le convertisseur, ainsi que du déphasage réel entre les deux phénomènes sus-mentionnés, à savoir le mouvement du bain et celui du gaz injecté. A cet égard, il peut s'avérer utile de moduler l'injec tion effectuée par les deux tuyères de préférence sensiblement perpendiculaires; on peut également décaler quelque peu, de préférence vers l'avant, par rapport au moment théorique de ltoppo- sition, la phase du phénomène pulsatoire imprimé au jet. Le domaine de la présente invention couvre également le cas où le jet latéral de gaz oxydant est entouré d'un fluide protecteur, réducteur ou non; ce fluide peut lui-même être délivré sous une pression pulsatoire appropriée. Le phénomène pulsatoire engendré dans le fluide peut avoir lieu ou non, en même temps que celui imprimé au gaz oxydant, ou au fluide protecteur injecté par l > un des moyens cités plus haut pour contrarier le jet dgaf- finage. PBVgND~ICA1IONS 1. Procédé d'affinage pneumatique de fonte caractérisé en ce qu'au moyen d'une ou plusieurs tuyères dites d'affinage situées dans la paroi latérale d'un convertisseur, on injecte un gaz oxydant composé en tout ou en partie d'oxygène commercialement pur et en ce que, simultanément, on injecte dans le convertisseur un fluide protecteur, liquide ou gazeux, de telle sorte que la zone de ladite paroi, située dans le prolongement de l'axe des tuyères d'affinage, soit soustraite à l'influence directe du jet d'oxygène. 2. Procédé d'affinage suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'injection du gaz oxydant est effectuée au moyen de tuyères dites d'affinage à deux conduits coaxiaux dont le conduit central est utilisé pour le passage de l'oxygène et dont le conduit périphérique est utilisé pour le passage d'un fluide protecteur, liquide ou gazeux, de préférence à réaction endothermique. 3. Procédé d'affinage suivant l'une ou l'autre des revendications l et 2, caractérisé en ce que le ou les moyens d'injection du fluide de protection utilisés simultanément avec la ou les tuyères d'affinage sont situés dans la paroi latérale du convertisseur. 4. Procédé d'affinage suivant l'une ou l'autre des reven dications 1 â 3, 3, caractérisé en ce que les moyens d'injection du fluide protecteur consistent en des tuyères. 5. Procédé d'affinage suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'injection du fluide protecteur consistent en des éléments poreux au travers desquels on insuffle un fluide gazeux. 6. Procédé d'affinage suivant l'une ou l'autre des revendications 1 å 5 caractérisé en ce que l'on effectue latéralement dans le bain l'injection du fluide protecteur destine à soustraire la paroi de l'action de l'injection du gaz oxydant, dans une direction de préférence sensiblement perpendiculaire à celle de l'injection dudit gaz oxydant, en ce que lorsqu'un mouvement de nature alternative se développe dans le bain, on module la pression ou le débit d'au moins une des injections latérales à une fréquence aussi voi sine que possible de celle du mouvement survenu, mais sensiblement en opposition de phase avec celui-ci. 7. Procédé d'affinage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que 1'on module à la fois l'injection de gaz oxydant réalisée par une tuyère et l'injection du fluide protecteur de la zone du convertisseur située dans le prolongement du jet dudit gaz oxydant.