Brevet FR2297915A1 — publié le 19760813

Ia présente invention concerne la production des métaux et, plus précisément, un procédé d'affinage des métaux à l'aide de scorie liquide. On connaît déjà un procédé d'affinage des métaux à l'aide de scorie liquide, consistant à couler les métaux sur de la scorie se trouvant dans une poche ou dans une capacité quelconque. L'impact du ået de métal favorise son mélange avec la scorie, permettant ainsi de réaliser l'affinage du métal (cf. S.G. Vornov et alia, "t'affinage de l'acier en poche aux scories synthétiques", Ed. "Métallurgia", 1970). D'après ledit procédé, l'affinage intervient essentiellement au c ours de la première moitié du déversement du métal, alors que l'énergie cinétique (la force vive) du jet est suffisamment élevée. bu cours de la seconde moitié du déversement du métal, au fur et à mesure que la hauteur de chute du jet de métal diminue et que son écoulement se fait à plus faible charge, 1 'affinage se ralentit brutalement ou cesse complètement. Cela constitue un inconvénient dudit procédé. En règle générale, la scorie d'affinage présente encore, au cours de la seconde moitié du déversement, un pouvoir d'affinage élevé ; toutefois, ce pouvoir reste inutilisé étant donné la faible interface des phases réagisaantes. on connatt d 'autre part un procédé d'affinage suivant lequel, pour augmenter l'interface et, par conséquent, l'efficacité du procédé, an déverse la scorie sur un jet de métal au cours de la première moitié de la coulée du métal (cf. le certificat d'auteur nO 349 733 du 25.11.1969). Comme on l'a indiqué dans ce qui précède, au cours de la première moitié de la coulée du métal, grace à la haute énergie cinétique du jet, l'interface est considérable. L'élévation du degré de perfection du mélange des phases grave à l'impact mutuel des jets de scorie et de métal au cours de cette période n'améliore que modérément l'efficacité du traitement. Le but de l'invention consiste à éliminer ces inconvénients. On s'est donc proposé de créer un procédé d'affinage des métaux à la scorie liquide, qui contribue à développer l'interface aussi bien aux premiers stades de la coulée qu'au cours de la seconde moitié de la coulée des métaux, au cours de laquelle est déversée la moitié environ de la totalité du métal, permettant ainsi de traiter le métal de la manière la plus efficace possible. 'a solution suivant l'invention consiste à affiner les métaux à la scorie liquide en versant la scorie sur le jet de métal de façon que la moitié de la quantité de scorie imposée soit déversée avant que les premiers 20% du métal aient fini de s'écouler et que la partie restante de la scorie soit déversée pendant toute la durée de la coulée des derniers 50g du métal. Le procédé suivant l'invention consiste essentiellement en ce qui suit. On déverse près de la moitié de la quantité impose de scorie d'affinage sur le jet de métal avant que les premiers 20g du métal aient fini de se déverser. Gracie à la haute énergie cinétique du jet de métal et au brassage additionnel de la scorie et du métal par impact mutuel des jets au cours du déversement des premiers 50 de la totalité du métal, on réalise un développment suffisant de l'interface et, par conséquent, un affinage très efficace. Au cours du déversement des derniers 50g du métal, l'énergie du jet de métal baisse, et c'est à ce moment qu'il est proposé de déverser la scorie d'affinage sur le jet de métal. Par comparaison avec les procédés connus, cette opération permet de développer sensiblement l'interface et d'utiliser le pouvoir d'affinage de la scorie qui reste à un niveau suffisamment élevé. Au total l'efficacité d'affinage obtenue par déversement en commun de la scorie et du métal au cours du déversement des premières portions de métal et, surtout, au cours du déversement des derniers 50g du métal, augmente par comparaison avec les résultats que donnent les procédés connus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, de plusieurs exemples non limitatifs de réalisation de l'invention. EXE0PIE t. Pour affiner un acier mi-dur destiné à la fabrication des pièces d'une haute vitalité et élaboré dans un four Martin de 140 tonnes, on prépare 4,5 tonnes de scorie d'affinage. 'a préparation de ladite scorie consiste à faire fondre ensemble les matières premières au four électrique, à surchauffer la scorie jusqu'à 1650-170000, à verser la scorie dans une poche spéciale, d'où on la déverse à travers un bec. Au moment de la coulée de l'acier élaboré au four, on commence immédiatement à déverser la scorie sous formed'un jet de façon que ledit jet tombe sur le jet de métal sortant du four. On achève le déversement de la scorie lorsque 10g environ du volume total de métal ont été coulés (14 tonnes environ). A ce moment, près de la moitié de la scorie, c'est-àdire 2,2 à 2,3 tonnes, a été déversée. Cette quantité de scorie est suffisante pour développer une interface importante grâce à la haute énergie cinétique du jet de métal tombant d'une hauteur de 4 à 5 mètres au début de la coulée et d'une hauteur de 2 à 3 m vers le milieu de la coulée. Pendant le déversement de 10 à 50% de la totalité du métal, on ne déverse pas de scorie. Lorsqu'on passe à la coulée des derniers 50% du métal, on commence à déverser la moitié restante de la quantité totale (c'est-8-dire 2,2 à 2,3 tonnes) de scorie d'affinage. On s'arrange pour déverser la scorie de façon que le ået de scorie tombe sur le jet du métal. Qn continue le déversement de la scorie pendant toute la durée de la coulée des derniers 50% de métal. Au cours de cette période, gracie à l'impact des jets des phases réagissantes, il se développe également une interface suffisamment importante, et on met à profil au maximum le pouvoir d'affinage de la scorie. Au total, l'efficacité d'affinage est relevae de 20 à 50;o en comparaison des procédés connus. A égalité de degré d'affinage, il est possible de réduire la consommation de scorie jusqu'à 3 à 4 tonnes. EXE^PIE 2. Pour traiter un acier à faible teneur en carbone et fortement allié (notamment un acier inoxydable) élaboré dans un four électrique de 25 tonnes, on prépare 1,5 tonnes de scorie d'affinage à base de chaux et d'alumine. On prépare ladite scorie en alliant dans un four électrique la chaux et l'alumine. On surchauffe la scorie jusqu'à 17000C et on la verse en quantité requise dans une poche spéciale pourvue d'un bec de versement. A l'apparition des premières portions de métal dans la poche de coulée, on commence à déverser la scorie d'affinage par le bec de la poche de façon que le jet de scorie tombe sur le jet de métal. On maintient la hauteur de chute du jet de métal pendant toute la durée du déversement à un niveau constant (de 3 à 4m) par abaissement de la poche de coulée de l'acier posée sur les crochets d'un pont roulant. On achève le déversement de la scorie après que les premiers 20 de métal aient été coulés ; à ce moment, on a versé près de la moitié de la totalité de la scorie, c'est-à- dire 0,7 à 0,8 tonne. Ensuite on arrête le déversement de la scorie et on le reprend lorsqu'on commence à couler les derniers 50% du métal. On déverse la scorie de façon que son jet tombe sur le jet de métal. On réalise le déversement de la scorie pendant toute la durée de coulée des derniers 50% du métal ; au cours de ce même laps de temps on déverse également près de la moitié de la totalité de la scorie, c'est-8-dire 0,7 à 0,8 tonne. L'efficacité de la désulfuration du métal, dans ce cas, peut être élevée jusqu'à 70 à 80%, en comparaison des 50 à 60% que l'on obtient par le procédé connu. Ainsi, pour obtenir le même degré de désulfuration de 50 à 60gon on peut prendre pour l'affinage non plus 1,5 tonne, mais environ 1 tonne de scorie. EXE.tPIE 3. Pour traiter un acier destiné à des ouvrages de résistance accrue, comme l'acier pour les conduites de gaz à très grand débit, élaboré dans un four itartin de 300 tonnes, on prépare 9 tonnes de scorie d'affinage. On prépare cette scorie par combustion de 9,5 tonnes d'un mélange exothermique dans une poche séparée à bec de versement. Lorsque le jet de métal apparaît dans poche de coulée (de l'acier), on commence à déverser la scorie d'affinage en inclinant la poche spéciale de façon que le jet de scorie tombe sur le jet de métal. On achève le déversement de la scorie dès que les premiers 15e de la totalité du métal soient déversés, c'est-à-dire après la coulée 20 tonnes environ de métal A ce moment, environ 4,5 tonnes de scorie ont été versées. Au cours de la coulée des t30 tonnes suivantes de métal, on ne déverse pas de scorie. Pendant ce temps, l'affinage se déroule essentiellement grSce au développement de la sur-ace de contact formée par impact mutuel des jets de métal et de scorie. 'a hauteur de chute des jets de métal au cours de cette période varie entre 5 à 7 m et 3 à 4 m, ce qui signifie que l'énergie cinétique du jet de métal reste élevée. Au cours de la coulée des 150 dernières tonnes de métal, c'est-à-dire des 509Q de la masse totale de la coulée, on recommence à déverser la scorie de façon que le jet de scorie tombe sur le jet de métal. Au cours de cette période finale de coulée, on déverse 4,5 tonnes de scorie L'affinage permet d'obtenir une réduction de la teneur en soufre de 50 à 70%. La teneur en soufre du métal fini est comprise entre 0,010 et 0,017%, alors que la teneur initiale en soufre était de 0,020 à 0,040*. Pour obtenir les mimes résultats par affinage suivant le procédé ordinaire, il aurait fallu mettre en oeuvre 12 tonnes de scorie. En d'autres mots, la consommation de scorie est réduite dans le rapport de 1/1,3. Les frais d'affinage de l'acier sont réduits en conséquence. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé d'affinage de métaux à l'aide de scorie liquide, du type consistant à verser la scorie sur un jet du métal à affiner, caractérisé en ce que, la moitié de la quantité prévue de scorie est versée avant que soit achevée la coulée des premiers 204 du métal à affiner, le reste de la scorie étant versée pendant toute la durée de coulée des derniers 50g dudit métal. 2. Métal caractérisé en ce qu'il est affiné conformément au procédé faisant l'objet de la revendication 1.