Brevet FR2167212A1 — publié le 19730824

La présente invention eoncerne l'affinage de la fonte en acier, et plus particulièrement une installation d'affinage continu permettant de produire des nuances dtacier variées. On sait en effet que la production d'une aciérie n' est pas limitée à une qualité unique d'acier, mais est constituée par un éventail plus ou moins étendu de nuances qui servent de base à la fabrication de divers produits finis. Bien entendu, parmi toutes ces nuances, certaines ne peuvent entre élaborées que par des techniques très spécialisées telles que l'aciérie électrique. D'autres, assez nombreuses, sont susceptibles d'être produites par une aciérie à l'oxygène moyennant certaines modifications des conditions d'affinage ou l'ad~ jonction de traitements complémentaires. Ces traitements complémentaires peuvent entre de simples additions, mais elles peuvent aussi mettre en jeu des réactions chimiqies, physicochimiques, ou encore faire appel à des techniques plus élaborées comme le barbotage de gaz ou l'action du vide. Dans le cas de la production d'acier au convertisseur ou autres fours discontinus, on peut assez facilement modifier les conditions d'affinage d'une opération à l'autre ou d'un appareil à l'autre afin de changer la qualité d'acier produite. Si théoriquement il est également possible de modifier les conditions d'affinage dans le cas d'une installation fonctionnant en continu, de telles modifications ne sont cependant pas souhaitables si l'on veut tirer le meilleur rendement de l'installation. En effet, le rendement optimal, tant du point de vue production que du point de vue de la tenue de l'installation, ne peut être obtenu qu'en maintenant un régime de fonctionnement aussi régulier que possible, ce qui semble exclure à priori toute possibilité de nuancer notablement la qualité d'acier produit. la présente invention a pour but de fournir un moyen pour élaborer des nuances et des qualités d'acier variées à partir d'une qualité d'acier définie produite par une installation d'affinage, sans modifications importantes des paramètres de réglage. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif d'affinage continu de la fonte comportant au moins un étage d'affinage constitué d'un récipient de réaction dit "réacteur" équipé de moyens d'alimentation en fonte et en produits d'affinage, d'un récipient de décantation dit "décanteur" comportant des moyens pour l'évacuation séparée du laitier et du métal et comprenant plusieurs récipients métallurgiques indépendants, disposés à la suite du dernier décanteur dans lesquels on efetue des réactions chimiques ou phy sicochimiques pour produire des nuances d'acier variées à partir du métal élaboré dans l'étage d'affinage. Ces récipients sont alimentés, à la demande, en métal provenant du dernier décanteur de l'ensemble d'affinage. Deux techniques sont en effet envisageables pour produire des nuances d'acier différentes à partir d'une installation d'affinage continu ; La première consiste à produire successivement sur la même installation les dir"férentes nuances en modifiant les conditions d'affinage et en effectuant certaines opérations secondaires, telles que les additions, sur le courant de métal, la seconde à élaborer en permanence un acier de qualité déterminée et à recueillir ce métal en fonction des besoins dans des récipients indépendants où l'on procède aux opérations complémentaires nécessaires pour obtenir la nuance désiree. Si dans la première solution on évite la multiplication des récipients de traitements complémentaires, on se trouve contraint de modifier assez considérablement les paramètres de fonctionnement de l'installation et d'atten- dre après chaque nouveau réglage l'établissement d'un nouveau régime d'équilibre. Cette façon de faire n'est pas très souhaitable, car on agit sur la partie de l'installation qui, de par sa conception, est prévue pour travailler en continu à régime constant. De plus, l'établissement d'un nouvel équilibre correspondant à l'élaboration d'une nouvelle nuance, n'est pas immédiat, d'où l'apparition de phases transitoires qui provoquent une diminution du rendement si elles sont trop fréquentes. La seconde solution, bien que nécessitant la mise en oeuvre de plusieurs récipients indépendants, présente l'intérêt de préserver en permanence la sta billté du régime de fonctionnement de l'étage d'affinage, et, par là même, d'en obtenir le rendement maximal. L'indépendance de ces récipients métallurgiques permet par ailleurs de les adapter et de les spécialiser pour remplir au mieux leur fonction et la diversité d'équipement que l'on peut prévoir autorise la production de nuances d'acier certainement plus étendues que celles qu'il est permis d'envisager par la mise en oeuvre de la première solution. On comprend donc que selon l'invention on reporte tous les traitement de mise à la nuance du métal en aval de l'étage d'affinage qui fonctionne en un régime d'équilibre permanent. Conformément à l'invention, l'installation comprend donc une partie affinage qui peut comporter un ou plusieurs étages tel que décrit au brevet fran çais n" 1.407.082 du demandeur, et en aval plusieurs récipients métallurgiques indépendants qui peuvent être alimentés à la demande par le métal s'écoulant hors du dernier décanteur de l'étage d'affinage. Des moyens appropriés et connus en eux mêmes permettent d'aiguiller le courant de métal vers le ou les récipients choisis. L'invention sera d'ailleurs pieux comprise grâce à la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif en regard de la figure de la planche unique représentant une forme de réalisation comportant un seul étage d'affinage. L'étage d'affinage prorernent ait est lormé d'un réacteur 1 dans lequel on introduit la fonte à affiner par le puits 2 et les agents d'affinage, oxy gène, chaux,... par l'ouverture 3 au moyen d'une lance non représentée. Le métal et le laitier formes sont séparés ensuite dans le décanteur 4. A la suite du décanteur 4, un ensemble de plusieurs goulottes 5a, 5b, 5e permet d'aiguiller le métal vers l'un ou l'autre des fours de maintien 6a, 6b qui sont par exemple des fours à induction à canal. Eventuellement le métal peut être dirigé directement vers la poche 7 au moyen de la goulotte 5e.On comprend que l'on peut préparer à volonté des nuances d'acier variées en effectuant des opérations métallurgiques différenciées dans les fours à induction 6a, 6b. I1 est également possible d'utiliser directement le métal après une simple désozydation dans la poche 7. Les récipients métallurgiques indépendants dont le nombre est quelconque, et adapté aux gammes de production envisagées peuvent être très variés quant à leur nature, leur capacité, de meAme que les réactions chimiques et physicochimiques que l'on est susceptible dty effectuer. Dans leur forme la plus simple, ce sont par exemple des poches chauffées ou non dans lesquelles on pratique une simple désoxydation par addition de produits solides ou fondus. On peut également mettre en oeuvre des récipients techniquement plus élaborés comme par exemple des fours à induction à canal qui permettent de procéder à des mises à la nuance beaucoup plus fines et de modifier plus profondément la qualité de l'acier. Dans ces fours on peut effectuer des opérations complémentaires complexes et variées qui permettent d'élargir de façon appréciable la gamme d'acier produite. I1 est également possible de combiner avec l'étage d'affinage des récipients équipés pour y effectuer des opérations plus spécialisées, comme le traitement sous vide de l'acier ou le traitement par barbotage de gaz.La nature des récipients aptes à réaliser des traitement complémentaires est extrêmement variée en siderurgie, et tous ces récipients sont susceptibles d'être utilisés conjointement, sellez l'invention, avec un étage d'affinage continu. On voit donc qu'te installation telle que décrite dans l'invention, c'est à dire comprenant au moins un étage d'affinage continu combiné avec plusieurs récipients de traitement indépendant choisis en fonction des nuances à élaborer, permet, à la demande, de produire les qualités et les tonnages d'acier souhaités, tout en maintenant les conditions de marche les plus favorables pour étage d'affinage. De plus, on conserve une grande souplesse d'utilisation puisque l'on peut à tout moment envisager d'adjoindre, d'ôter ou de remplacer un récipient de traitement indépendant par un autre mieux adapté aux besoins de la production. En résumé, la multiplicité des récipients garantit à l'ensemble de l'installation une grande souplesse de fonctionnement et un rendement optimal. REVENDICATION Dispositif pour l'affinage continu de la fonte en acier, comportant au moins un étage d'affinage constitué d'au moins un récipient de réaction dit "réacteur", équipé de moyens d'alimentation en fonte et en produits d'affinage, d'au moins un récipient de décantation, dit "décanteur" comportant des moyens pour l'évacuation séparée du laitier et du métal, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs récipients métallurgiques indépendants, susceptibles d'être alimentés à la demande en métal provenant du décanteur du dernier étage d'affinage, dans lesquels on effectue des réactions chimiques ou physicochimiques pour produire des nuances d'acier variées à partir du métal élaboré dans ltéta- ge d'affinage.