Brevet FR2258454A1 — publié le 19750818

La présente invention concerne le soufflage des convertis- seurs d'affinage, et plus spécialement des convertisseurs d'aeierie, au moyen de tuyères traversant le fond ou la paroi réfractaires. Grâce aux tuyères à deux tubes concentriques, il est maintenant possible d'obtenir une usure des tuyères de soufflage assez lente pour rendre possible, dans le tube central, 11 emploi d'air fortement enrichi en oxygène, c' est-à-dire à plus de 40 oxygène, et même l'emploi d'oxygène techniquement pure Dans ce dernier cas de soufflage par tuyères doubles d'oxygène techniquement pur, le brassage de bain, des additions solides et du laitier est satisfaisant pendant la phase de décarburation, car il est assuré par le dégagement de l'oxyde de carbone ; mais, lorsqu'on traite de la fonte phosphoreuse, ce brassage n'est plus suffisant quand, la phase de décarburation étant terminée, on passe dans la phase de déphosphoration.Le manque de brassage présente des inconvénients bien connus : faible dégazage, déséquilibre, entre laitier et métal, etcs. Il est connu, dans ce cas, de remédier à ce manque de brassage par l'une ou l'autre des deux méthodes suivantes a) Au début ou au cours de la phase de déphosphoration, on ajoute à l'oxygène un gaz de brassage (gaz carbonique, azote, argon,etc.) ou on emploie de l'air au -lieu de l'oxygène. b) On termine l'opération d'affinage proprement dite à l'oxygène pur, et on la fait suivre, après rabattement du convertisseur et, éventuellement, après décrassage de la scorie, d'un brassage fi nal par soufflage d1un gaz tel que l'air, ou l'azote, ou l1argon, etcO dans les tuyères, et en l'absence de tout débit d'oxygène Cette deuxième méthode - le brassage final par bref soufflage d'un gaz - pressente l'inconvénient d'allonger la durée du cycle du convertisseur, considéré de coulée à coulée, et aussi de refroidir un peu le bain métallique. La première méthode n'offre pas ces inconvénients, mais peut en présenter d'autres : est ainsi, par exemple, que si l'on souffle de l'azote en mélange avec l'oxygène (ou de l'air), en phase de déphosphoration, l'azote de brassage arrive directement dans les zones de surchauffe du bain, puisqu'il est mélangé à l'oxygène qui est à l'origine desdites surchauffes par oxydation des éléments réducteurs du bain métallique, Il en résulte que la renitruration du bain peut, dans certains cas, devenir gênante le but de la présente invention est d'assurer, au cours de la phase de déphosphoration, un brassage efficace du bain, des additions et du laitier, sans allonger notablement la durée du cycle de coulée à coulée, et sans présenter les inconvénients d'un gaz de brassage mélangé à l t oxygène pur. k cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de soufflage d'un convertisseur d'affinage à l'oxygène, caractérisé par la combinaison de tuyères à deux tubes concentriques et à alimentation séparée de ces deux tubes, avec une distribution de 11 ensemble de ces tuyères doubles en au moins deux groupes distincts, chaque groupe étant composé de tuyères doubles, susceptibles d'être alimentées, pour le fluide injecté au centre de chaque tuyère et à un instant donné, par un fluide différent de celui d'un autre groupe. Suivant une caractéristique particulière de l'invention, dans le cas de la conversion d'une fonte phosphoreuse en acier par soufflage d'oxygène pur à travers des tuyères à double alimentation séparée (oxygène au centre, fluide protecteur à la périphérie),tou- tes les tuyères reçoivent de l'oxygène techniquement pur dans leur circuit central pendant la phase de désiliciation et de décarbura- tion, mais, au cours de la phase de déphosphoration, ou au moins pendant la dernière partie de celle-ci, un premier groupe de tuyè en oxigène res continue à être aliments, co pendant les deux phases précé- dentes, tandis qu'un autre groupe de tuyères reçoit un fluide de brassage distribué dans le tube central, ou simultanément dans les deux tubes de chacune de ces tuyères, ledit gaz de brassage pouvant être de l'azote, par exemple, ou du C02, ou de l'argon, ou tout autre fluide approprié. Comme on le comprend, les avantages de l'invention par rapport à la première méthode connue, mentionnée ci-dessus en a), et consistant à mélanger en phase de déphosphoration le fluide de brassage à l'oxygène, sont les suivants : 1) le nombre de tuyères de brassage est choisi librement Il est in dépendant du nombre total de tuyères4 2) La pression et le débit par tuyère du fluide de brassage sont in dépendants et peuvent donc être différents des pressions et dé bits par tuyère du gaz d'affinage. 3) Le fluide de brassage débouche dans les zones du bain métallique tout à fait distinctes des zones dans lesquelles débouche le gaz d'affinage. 4) Accessoirement, dans le cas d'emploi d'hydrocarbures comme fluide protecteur, l'invention permet de diminuer la quantité d'hydNo- carbures injectés dans l'acier, lorsque l'on souffle le gaz de brassage dans les deux tubes des tuyères du groupe de brassage, et donc la teneur én hydrogène de l'acier diminue. Par rapport à la deuxième méthode connue, mentionnée cidessus en b), les avantages de l'invention sont un cycle plus court de coulée à coulée, et l'obtention d'une température du bain constamment croissante0 Afin de bien faire comprendre l'invention, on va décrire ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de deux groupes de tuyères selon l'invention, disposées dans le fond d'un convertisseur d'aciérie, La figure 1 est un schéma en vue horizontale de la répartition des tuyères sur le fond. La figure 2 est une coupe verticale du fond sur laquelle n'apparaissent que certaines des tuyères. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de soufflage est constitué par neuf tuyères doubles, repérées : a1 aI, a2, a3, a4, a5 - hl, b2, b3, b4, car elles sont réparties en deux groupes distincts et distribuées dans le fond du convertisseur comme indiqué sur la figure 10 Sur la figure 2, qui est une coupe verticale du fond, on peut voir la plaque du fond, métallique, 1 supportant le bloc 2 de dolomie goudronnée constituant le fond0 Sur cette figure 2 sont également représentées cinq des neuf tuyères, à savoir les tuyères a3, a4, aS - b3, b4. le circuit périphérique, tel que 3, de chacune des neuf tuyères doubles, est alimenté en fuel-oil par des conduites indivi- duelles telles que 4. Le circuit central, tel que 5, de chacune des tuyères ai, a2, a3, a4, a5 du premier groupe est alimenté par un premier collecteur 6o le circuit central, tel que 7, de chacune des tuyères bi, b2, b3, b4, du deuxième groupe est alimenté par un deuxième collecteur 8. Sur la figure 2, on a représenté en 5' et 5" les départs des branchements du circuit central pour les tuyères al et a2 non représentées, et on a aussi représenté en 7' et 7" les départs des branchements du circuit central pour les tuyères b-l et b2 non représentées. Le fonctionnement de ce dispositif peut être le suivant dans le cas de 1 'affinage dtune for.te phosphoreuse: Pendant les phases de désiliciation et de décarburation à affiner, les deux collecteurs 6 et 8 sont alimentés en oxygène pur, Il en est de meme pendant la première minute de la phase de déphosphoration. Pulls, le collecteur 6 continuant à fournir de l'oxygène, le collecteur 8 est alimenté soit en azote, soit en gaz carbonique, afin d'assurer un brassage efficace du bain et du laitier et des additions solides éventuellement non encore fondues, par soufflage à travers les quatre tuyères bl, b2, b3, b4 du deuxième groupe. les pressions de soufflage peuvent titre différentes pour l'oxygène du collecteur 6 et l'azote du collecteur 8. Il est souvent intéressant, d'une part de souffler l'oxygène à la pression maximale disponible, par exemple 12 ou 15 bars, afin de déphosphorer aussi rapidement que possible, et d'autre part, dans le cas où on souffle de l'azote, de ne 11 introduire que sous pression modérée, par exemple 4 à 5 bars, ce qui assure un débit d'azote suffisant pour obtenir un bon brassage et assez bas pour que la nitruration du bain reste suffissmment faible. Pour aes opérations métallurgiques plus compliquées que celle de l'exemple précité, on peut réaliser, selon l'invention, un nombre de groupes de tuyères supérieur à deux, en cas de besoin.0n peut aussi utiliser des tuyères à trois ou à plus de trois tubes concentriques, dites tuyères à multiple alimentation séparée. Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et perfectionnements de dé- tails de mbme qu1 envisager l'emploi de moyens équivalents. L'invention s'applique spécialement bien à celles des opérations de conversion pour lesquelles le brassage naturel, c'est-àdire le brassage résultant du dégagement des gaz issus des réactions métallurgiques, est insuffisant pour assurer un bon dégazage du bain métallique ou un bon contact entre laitier et métal. REVENDICATIONS 10 - Dispositif de soufflage d'un convertisseur d'affinage à Itoxygène, caractérisé par la combinaison de tuyères à deux tubes concentriques et à alimentation séparée de ces deux tubes, avec une distribution de l'ensemble de ces tuyères doubles en au moins deux groupes distincts, chaque groupe étant susceptible d'être alimenté, pour le fluide injecté au centre de chaque irayère et à un instant donné, par un fluide différent de celui qui alimente un autre groupe. 2 - Dispositif de soufflage d'un convertisseur d'aciérie à l'oxygène selon la revendication i, affinant de la fonte par soufflage d1 oxygène pur à travers des tuyères à double alimentation séparée, réparties en au moins deux groupes, caractérisé en ce que l'on souffle dans un groupe de tuyères un gaz de brassage simultanément dans les deux circuits des tuyères de ce groupe. 3 - Dispositif de soufflage selon l'une ou l'autre des reven- dications 5 ou 2, caractérisé en ce que l'un des fluides injectés est un gaz de brassage constitué par de l'azote ou de l'argon ou du gaz carbonique.