Brevet FR2264874A1 — publié le 19751017

La présente invention concerne le démarrage des installations de production continue d'acier alimentées en produits solides. De telles installations, notamment celle construite par le demandeur, comportent une série de récipients métallurgiques reliés entre eux et comportant un revêtement réfractaire intérieur assez épais. Les températures régnant dans ces récipients sont élevées, notamment dans le récipient dit réacteur où se produisent les réactions d'affinage donnant naissance à une émulsion moussante laitier-métal-gaz. Lorsque l'on envisage de mettre en route une telle installation, on est amené quelque soit la nature des produits introduits à préchauffer toute l'installation pour porter progressivement les r- fractaires à la température de service et cuire certains éléments de revêtement de l'installation.Dans le cas d'une installation alimentée en fonte liquide, en tant que produit à affiner, une fois que tous les éléments rafrac- taires ont atteint la température prévue, on introduit de la fonte liquide dans le réacteur et l'on débute l'affinage en soufflant de l'oxygène. Il n'y a donc aucun problème lorsque l'on dispose de métal liquide à'température élevée pour démarrer l'instailation. Par contre, on ne peut utiliser cette technique lorsque l'installation étant en totalité' alimentée en produits solides, l'on ne dispose pas de métal liquide provenant d'une unite de production annexe et que l'on a eté amené à vidanger totalement l'installation pour une réfection complète. Le but de la présente invention est de fournir les moyens permettant d'effectuer la mise en service d'une installation d'affinage continu à partir de produits solides. Comme on le comprend, le problème est très différent lorsque l'on dispose déjà d'une certaine quantité de métal liquide ou-essentiellement dé produits ferreux sous forme solide, que ce soit de la fonte granulée, des boulettes, des éponges de fer... En effet, dans ce deuxième cas, il est necessaire de provoquer la fusion d'une certaine masse de ces produits afin d'obtenir une quantité suffisante de métal liquide dans le réacteur à partir de laquelle débutera l'affinage et l'amorcage des processus continus. La fusion de ces produits nécessite bien entendu l'apport de calories exterieures, notamment par la combustion de produits thermogènes.Il est bien.évident qu'une solution envisageable consiste à fondre une quantité déterminee de ces produits dans une installation de fusion annexe et de transvaser le métal liquide dans le réacteur. Toutefois, il est nécessaire d'adjoindre à l'installation proprement dite d'affinage des instruments de fusion, ce qui représente ,un investissement supplémentaire dont l'utilisation est intermittente. La solution la plus economique consiste provoquer la fusion des produits solides directement dans le réacteur, ce qui nécessite un apport de calories par des produits susceptibles de fournir par combustion un important dégagement'de chaleur. Par ailleurs, ce produit ne doit pas donner de résidus de combustion qui pourraient être gênants au cours de l'affinage. Parmi les différents produits utilisables, le coke réunit le plus grand nombre d'avantages. Selon la technique mise au point par le demandeur, après avoir préchauffé l'ensemble de l'installation ainsi que cela est nécessaire pour tout appareil metallurgique comportant un .nouveau garnissage (ce préchauffage est obtenu au moyen de brûleurs), on introduit une charge de coke dans le réacteur. Cette charge de coke est également chauffée au moyen de brûleurs de manière à en provoquer la combustion. Lorsque toute la masse de coke est à l'incandescence, on commence l'introduction dans le réacteur des produits solides préchauffes. Au contact du coke en combustion les produits solides riches en fer s'échauffent et fondent, donnant un pied de bain liquide. Lorsque l'on juge que la quantité de métal est suffisante, on commence le. soufflage de l'oxygène de manière à amorcer les réactions d'affinage. Par la sui-te, la chaleur dégagée par les réactions d'affinage est suffisante:pour provoquer la fusion des produits solides introduits en continu et assurer un bilan thermique favorable. Selon une autre variante de mise en oeuvre, on introduit dans le réacteur une charge constituée par un mélange -de coke et des produits préréduits. De cette façon, le coke est chauffé et transmet immédiatement ses calories au produit solide qui se trouve à son contact, provoquant sa fusion. Si la quantité de produit a fondre n'est pas suffisante dans la charge initiale, on la complete par addition progressive de produit pré-chauffé. Comme dans le cas precedent, lorsque l'on a suffisamment de métal liquide, on commence l'affinage en soufflant l'oxygène. Cette technique de démarrage d'une installation d'affinage continu avec des produits essentiellement solides est bien entendu valable quelle que soit la nature des produits ferreux enfournés, fonte granulée, boulettes de fer préréduit, eponges de fer... et peut étre mise en oeuvre dans les installations conformes a la technique d'affinage mise au point par le demandeur. Toutefois, dans le cadre d'une installation ou tous les démarrages se font selon cette technique, il peut etre souhaitable de modifier légèrement l'installation afin de disposer de brûleurs situés au mieux, du point de vue chauffage de la charge solide. Il est en effet evident que la charge de coke sera d'autant mieux chauffée que les moyens de chauffage seront places au niveau inférieur de la charge solide. Dans ce but, on peut envisager de placer un brûleur aboutissant à la partie inférieure du réacteur de manière à chauffer le coke par la base, ceci n'excluant pas l'utilisation temporaire de brûleurS d'appoint introduit par les ouvertures superieures du réacteur Ce brûleur est ensuite bouché quand on a formé suffisamment de metal liquide pour démarrer l'affinage.Dans le cas où l'installation est équipee de brûleurs latéraux destinés à l'injection de fuel et d'oxygène dans l'émulsion en cours d'affinage ceux-ci peuvent être utilisés pour le chauffage de la charge solide. On a représenté sur la figure 1 une installation d'affinage continu alimen tée exclusivement en produits solides avec le réacteur comportant une charge de coke. Cette installation comprend, ainsi qu'il a déja éte dit plus haut, un réacteur 1 accolé à un décanteur 2 et réuni à ce dernier pa'r un seuil de débordement 3. Le decanteur est équipé de deux orifices dont l'un, l'orifice 4 est utilisé pour l'évacuation du métal et l'autre, l'orifice 5, est destiné à l'élimination du laitier. Dans le cadre d'une alimentation en produits solide l'installation comprend en outre une trémie 6 comportant une goulotte de chargement 7 pour acheminer ces produits dans le réacteur.Une ouverture 8 amenagee dans la partie supérieure du réacteur permet d'introduire une ou plusieurs lances par lesquelles est Souffla de l'oxygène en periode d'affinage. En. phase de demarrage, les lances peuvent être- remplacées par des brûleurs oxy-fuel 9 afin de chauffer la charge solide 10 dont on remplit le réacteur. Dans le but d'améliorer le chauffage de la charge, on peut prévoir à la base du reacteut un brûleur 11 qui, de part sa position, permet de chauffer la base de la charge. On obtient ainsi une mise en température plus homogène de la charge qu'avec un. chauffage unique par le dessus. Lorsque l'affinage a démarré, ce brûleur peut être bouche et le réacteur retrouve une structure comparable à celle des autres installations.Bien entendu, il est possible de placer plusieur brûleurs de ce type dans la paroi du réacteur a des niveaùx différents afin de rendre le chauffage encore plus homogène. Il faut toutefois prendre garde de ne pas affaiblir la structure du réacteur. Lorsque sous l'action de la chaleur dégagée par le combustible, le produit enfourné commence à fondre, il se rassemble dans le fond du. réacteur pour former un "pied de bain" a partir duquel pourra débuter l'affinage en commençant le soufflage des gaz d'affinage. Il se formera l'émulsion moussante qui débordera par dessus lé seuil et remplira progressivement le décanteur de métal et de laitier. Bien entendu, dès le début de 0'affinage,'on commence.l'introduction des produits solides préchauffés, la fonte granulée par exemple, qui est alors portée a haute température par la chaleur dégagée par les réactions d'affinage. En résumé, l'invention permet de mettre en route une installation d"affi- nage continu destinée a produire de l'acier lorsque l'on ne dispose que de produits solides. riches en.fer. REVENDICATIONS 1. Procedé pour demarrer les operations d'affinage dans une instalîtion d'affinage continu produisant de l'acier a partir de produits solides riches en fer, dans laquelle on préchauffe les revêtements réfractaires caractérisé en ce que l'on introduit dans le récipient d'affinage une charge de combustible solide, que l'on porte cette charge à l'incandescence, que l'on introduit progressivement les produits riches en fer dans le recipient d'affinage pour obtenir leur fusion et que l'on souffle de l'oxygène dans le récipient d'affinage lorsque l'on a obtenu du métal liquide, afin de déclencher les réactions d'oxydation du processus d'affinage. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'on introduit dans le recipient d'affinage une charge constituée par un mélange de combustible solide et de produits solides riches en fer.