Brevet FR2414076A1 — publié le 19790803

La présente invention se rapporte au traitement des métaux fondus contenus dans des cuves et elle concerne particulièrement bien que non exclusivement le traitement du fer ou de l'acier. Dans le traitement des métaux fondus, il est habituel d'ajouter un réactif solide au bain de nétal fondu en le déversant sur la surface libre de ce bain. Par exenple, le métal chaud issu d'un haut -fourneau est habituellement traité par un réactif désulfurant que l'on introduit dans le nétal liquide pendant que ce dernier s'écoule dans la rigole de sortie du haut-fourneau, ou lorsqu'il est contenu dans la poche de transfert ou dans autre récipient.Par ailleurs, on peut également traiter l'acier liquide au moyen d'un réactif désoxydant que l'on introduit dans le métal liquide alors que ce dernier est contenu dans une poche pendant son transport entre la cuve d'affinage primaire, constituée par exemple par un four basique & oxygène et le poste de coulée. L'acier liquide peut égalenent être traité par des réactifs d'alliage et des désulfurants que l'on introduit dans le métal contenu dans la poche. Ces divers traitements peuvent tendre â ne pas etre satisfaisants en ce sens que les procédés d'addition des réactifs ainsi que les conditions de dissolution et de mélange des réactifs peuvent ne pas être optimales. Par exemple, l'addition d'un réactif dQsulfu- rant, désoxydant ou d'alliage est fréquemment exécutée au moyen d'une goulotte supérieure qui déverse les produits sur la surface libre du bain de métal liquide, et cette surface libre est fréquemment recouverte de scories; suivant un autre iode d'addition, les réactifs sont entrains dans un gaz porteur approprié et introduits au noyen d'une lance qu'on plonge à travers la surface supérieure du bain. Lorsque les réactifs ou additifs sont ajoutés par déversement sur la surface, il n'est pas possible de garantir qu'ils seront efficacement mélangés avec le métal et entreront en contact avec toutes les parties du bain fondu. Lorsque les réactifs sont injectés, la fiabilité et la reproductibilité de l'opération restent problématiques en raison de paramètres tels que l'usure et le risque de rupture de la lance. Un but de l'invention est de fournir un procédé perfectionné pour le traitement du métal fondu qui élimine au moins certains des inconvénients des procédés déjà connus. L'invention a pour objet un procédé de traitement de métal fondu contenu dans une cuve ou un récipient de transfert muni d'une buse de sortie dans son fond ou dans sa paroi latérale et d'une vanne å obturateur coulissant destinée â régler le débit du nétal sortant par la buse, cette vanne comprenant un bec de sortie, un tube d'entrée du gaz et une partie obturatrice, le bec, le tube et la partie obturatrice pouvant être sélectivement placés dans l'alignement de la buse de sortie de la cuve, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on introduit un réactif en particules entraîné dans un courant gazeux en le faisant passer par le tube d'entrée lorsque ce tube se trouve dans 11 alignement de la buse de sortie de la cuve. Le réactif peut être constitué par un désulfurant tel que, par exemple, de la chaux, du carbure de calcium, du carbonate de sodium, du magnésium, de ltoxyde de magnésium, du siliciure de calcium, de la cyanamide calcique, du calcium métallique, du calcium- silicium ou du sischmetal (mélange de terres rares); un agent désoxydant et/ou d'alliage tels que, par exenple du carbone, du ferrosilicium, du ferro-manganse, du ferro-niobium, du ferrovanadium, du ferrochrome, du ferrobore, de l'aluminium, du siliciure de calcium ou du calcium silicomanganèse; ou encore des modificateurs de sulfures tels que, par exemple, le mischmEtal, le calciun et des coi- posant s contenant du calcium. Le réactif peut également être constitué par un mélange de ces diverses matières. Le gaz d'entrainement du réactif peut être par exemple, l'air, l'azote, l'argon, l'oxyde de carbone, le gaz carbonique, le gaz na tarez ou un autre hydrocarbure ou encore un mélange de ces divers gaz. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre et en regard du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, qui est une vue e; coupe d'une vanne à obturateur coulissant à laquelle est combinée une tuyère destinée & introduire un réactif entraîné par un courant gazeux dans une cuve qui est équipée de cette vanne. L'invention est appliquée & une cuve de transfert pour métaux ferreux fondus, par exemple & une poche de transfert pour le métal chaud sortant du haut-fourneau ou pour l'acier. Dans la forme de réalisation représentée, l'invention est appliquée à une poche de transfert pour acier fondu qui doit être traité par introduction de désulfurants, de désoxydants, d'additions d'alliage ou d'autres réactifs, la poche étant équipée d'une buse de sortie îa montée dans son fond à l'intérieur du revêtement réfractaire 12. La buse de sortie 10 est commandée par une vanne 14 à obturateur coulissant qui comprend elle-mêe un bottier fixe 16 à l'intérieur duquel est monté l'obturateur coulissant 18, que l'on peut déplacer sélectivement au moyen d'un dispositif & pression de fluide qui agit sur une tige 20 pour déplacer l'obturateur coulissant 18 dans un plan horizontal et le placer sélectivement dans l'une de trois positions différentes. L'obturateur coulissant 18 proprement dit comprend une tuyère ou un tube 22 d'entrée du gaz , une partie obturatrice 24 et un bec de sortie 28, chacun de ces éléments pouvant être sélectivement placé dans l'alignement de la buse de sortie 10 par une manoeuvre appropriée du dispositif à pression de fluide. En variante, la partie obturatrice 24 peut comprendre un bouchon poreux (non représenté) auquel est raccordée une entrée de gar séparée, de sorte qu'on peut ainsi introduire un gaz d'agitation dans le bain fondu & travers la buse de sortie 10 lorsque le bouchon poreux est centré sur l'axe de cette buse, dans le but d'homogénéi ser le bain fondu et/ou de maintenir la buse de sortie dégagée de croates mOtalliques. Lorsqu'on utilise une telle vanne, on remplit la poche d'acier liquide alors que la buse 10 est fermée et, ensuite, on amène l'obtu rateur coulissant 18 à la position représentée sur le dessin et, å ce moment, le réactif en particules entraîné dans le courant de gaz porteur sous pression est injecté dans le bain fondu par le tube 22 et la buse de sortie 10. Après écoulement d'un temps approprié, on déplace l'obturateur coulissant 18 vers la gauche (vu sur le dessin), pour fermer la buse 10 au moyen de la partie obturatrice 24 et in terroopre l'introduction de réactif et de gaz porteur. Finalement, après une nouvelle période de durée appropriée pour permettre l'a chèrement de la réaction qui se produit dans le bain fondu, on fait passer l'obturateur coulissant 18 & la position extrême gauche par rapport & la position du dessin, pour centrer le bec de sortie 26 sur la buse 10 afin de transférer l'acier fondu traité, par exemple, au répartiteur d'une machine de coulée continue. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le tube d'entrée par lequel la iatière en particules est ajoutée peut pr4- senter une forne différente de celle d'un tube cylindrique. Dans ces cas, pour éviter que le métal fondu ne descende par le tube et obtenir une durée de vie satisfaisante pour ce tube, il peut être souhaitable d'entourer le tube qui transporte la matière en particules d'un intervalle annulaire par lequel on fait passer un fluide protecteur. Ce fluide protecteur peut etre réactif ou inerte et être constitué, par exemple d'argon, d'air, d'azote, de gaz naturel ou d'un autre hydrocarbure gazeux ou liquide, d'oxyde de carbone, d'an hydride carbonique ou d'un mélange de ces gaz. On peut envisager d'autres configurations pour améliorer la souplesse du fonctionnement, par exemple, des tuyères multiples, concentriques ou coaxiales. Il va de soi que le procédé suivant l'invention peut être applique au traitement de n'importe quel métal ferreux fondu contenu dans un récipient et qu'il offre l'avantage d'introduire le réactif directement dans le bain fondu, en améliorant ainsi ltefficacité du mélange et de la réaction. REVENDICATIONS 1 - Procédé de traitement de métal fondu contenu dans une cuve de transfert équipée d'une buse de sortie dans son fond ou dans sa paroi latérale et d'une vanne & obturateur coulissant destinte k régler le débit du métal sortant par cette buse, la vanne comprenant un bec de sortie, un tube d'entrée du gaz, et une partie obturatrice, le bec, le tube et la partie obturatrice pouvant être sélectivement placés dans l'alignement de la buse de sortie de la cuve, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on introduit un réac- tif en particules entrain dans un courant gazeux en le faisant passer par le tube d'entrée lorsque ce dernier est centré sur la buse de sortie de la cuve. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réactif comprend une substance désulfurante. 3 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la substance désulfurante est choisie dans le groupe qui comprend la chaux, le carbure de calcium, le carbonate de calcium, le sagn*- siai, l'oxyde de magnésium, le siliciure de calcium, la cyanamide calcique, la calcium métallique, le calcium silicium ou le misch- métal ou un mélange de ces diverses substances. 4 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réactif comprend un agent désoxydant et/ou d'alliage. 5 - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'agent désoxydant et/ou d'alliage est choisi dans le groupe qui comprend l'aluminium, le siliciure de calcium, le calcium silicoman- ganse, le ferrosilicium, le ferrreanganèse, le ferronobium, le fer rovanadium, le ferrochrome, le ferrobore ou le carbone, ces substances étant utilises seules ou en mélanose. 6 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réactif comprend un modificateur de sulfures. 7 - Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le modificateur de sulfures est choisi dans le groupe qui comprend le sischntal, le calcium ou un constituant contenant du calcium, ces substances étant utilisées seules ou en mélange. 8 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 & BR caractérisé en ce que le gaz comprend de l'air, de l'azote, de l'argon, de l'oxyde de carbone,de l'anb,Zdride carbonique, du gaz naturel ou un autre hydrocarbure, ces substances étant utilises seules ou en mélange. 9 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 & 8, caractérisé en ce que la partie obturatrice de la vanne à obturateur coulissant comprend un bouchon poreux, de sorte que l'on peut introduire un gaz agitateur dans le métal lorsque le bouchon poreux est centré sur la buse de sortie du récipient. 10 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications pré édentes, caractérisé en ce que le métal fondu est le fer ou l'acier.