Brevet FR2557889A1 — publié le 19850712

La presente invention concerne les convertisseurs destinés à élaborer de l'acier à partir de fonte et de ferrailles, du type comprenant une enceinte basculante garnie d'un revêtement réfractaire et équipée, soit de tuyères de soufflage débouchant par le fond ou la paroi latérale de l'enceinte, dans le bain de métal liquide, soit d'une lance. On sait que dans de tels convertisseurs, le soufflage d'oxygéne autorise, en fonction de la composition et de la température de la fonte, la consommation d'une certaine quantité de ferrailles solides qui constituent des produits de récupération. L'utilisation de telles ferrailles est intéressante car elle permet d'abaisser le prix de revient de l'acier produit et d'augmenter la quantité d'acier produite pour une quantité de fonte donnée. Cependant, la composition et la température de la fonte fixent une limite maximale à la consommation de ferrailles. Pour repousser cette limite, on a déjà effectué un apport d'un agent fournisseur d'énergie et cet agent fournisseur d'énergie est en général constitué par un combustible solide qui est injecté dans le bain de métal par l'intermédiaire soit des tuyères de fond, soit de la lance passant par le bec du convertisseur. Ces dispositions présentent de graves inconvénients : en effet, elle entrainent une complexité importante de l'installation puisque la même tuyère ou lance doit injecter de l'oxygène pendant une certaine période, puis du combustible solide pendant une autre période du cycle de fonctionnement. Cette alternance nécessite la mise en oeuvre de circuits de gaz et de transport du combustible solide qui sont relativement compliqués, ainsi que des moyens de sécurité importants. La réalisation d'une telle installation repré sente donc un coût d'investissement élevé. Il est également connu d'introduire par gravité du charbon en morceaux via le bec d'un convertisseur muni ou non d'une lance, mais le rendement d'une telle opération est médiocre. En effet, le but poursuivi dans la technique antérieur exposée précédemment est d'introduire le combustible dans le bain de métal liquide. ce qui procure un rendement médiocre. Le but de cette invention est de proposer un agencement permettant de remédier à ces inconvénients, c'est à dire de permettre une consommation relativement importante de ferrailles, sans pour autant nécessiter la mise en oeuvre d'une installation complexe. Ce résultat est obtenu dans un convertisseur du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une tuyère supplémentaire débouchant dans le convertisseur à un niveau supérieur à celui du bain de métal et des moyens pour injecter du combustible à travers cette tuyère. Suivant d'autres caractéristiques : - la ou chaque tuyère supplémentaire est également reliée à un circuit de refroidissement; - la ou chaque tuyère est montée sur un support mobile de façon à pouvoir être éloignée du convertisseur. L'invention a également pour objet un procédé pour accroitre la consommation de ferrailles dans un convertisseur d'acier à l'oxygène, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter simultanément, dans une zone du convertisseur surmontant le bain d'acier, un combustible carboné et un comburant. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique d'une installation suivant l'invention; - les Fig.2 et 3 sont des vues partielles schématiques de deux variantes. On voit sur la Fig. i, un convertisseur comprenant une enceinte métallique 1 garnie d'un revêtement réfractaire 2 et agencée de façon à pouvoir basculer autour d'un axe horizontal X-X. Ce convertisseur est muni de tuyères 3 débouchant dans son fond et reliees à un circuit 4 d'alimentation en oxygène. Il est muni à sa partie supérieure d'une tuyère 5 également reliée à un circuit d'alimentation en oxygène et qui permet, en injectant de l'oxygène au-dessus du bain de réaliser la combustion du mono-oxyde de carbone sortant de ce bain et d'augmenter dans une certaine mesure la quantité de ferrailles pouvant être consommée dans le convertisseur. Dans une variante de réalisation représentée en trait mixte à la Fig.1, le convertisseur comporte une lance 3' de soufflage d'oxygène. Dans ce cas, la tuyère 5 n'est plus nécessaire. Suivant l'invention, ce convertisseur est également équipé d'au moins une tuyére 10 débouchant soit dans sa paroi latérale dans une zone qui n'est pas atteinte par le métal en fusion( Fig.l et 2), soit dans son ouverture supérieure ou bec (Fig.3). L'orientation de la tuyére 10 est de préférence-telle qu'elle converge avec la tuyère 5 (ou la lance 3') vers une zone située à une faible distance au-dessus du niveau du métal en fusion. Cette tuyère est reliée à un dispositif d'alimentation en combustible, de préférence en combustible solide, qui va être décrit ci-dessous. Ce dispositif comprend un circuit de fluide de transport servant de véhicule au combustible solide et sur lequel se trouvent places successivement, de l'amont vers l'aval, une première vanne 11, un manomè- tre 12, une vanne de regulation de pression 13, un deuxième manomètre 14, une soupape de purge 15. une deuxième vanne 16. Les moyens d'alimentation en combustible comprennent une capacité de transport ou de stockage sous pression 17 reliée à un conduit 18 sur lequel se trouve une vanne 19 de décompression et de mise à l'air libre et un récipient d'injection 20 pouvant être alimenté par la capacité de transport ou de stockage. Ce récipient d'injection est relié par un conduit 21 à un conduit 22 du circuit de fluide de transport, lui-même relie à la tuyère d'injection par l'intermédiaire d'une vanne 23. d'un joint tournant 24 coaxial à l'axe X-X et d'un raccord 25. En aval de la vanne 23, le conduit 22 est relié à un circuit 26 de fluide de refroidissement comprenant une source d'un tel fluide (non représenté) ainsi qu'une vanne de commande 27. Le mode de fonctionnement d'une telle installation est très simple : pendant les périodes d'injection, la vanne 27 est fermée, tandis que la vanne 23 est ouverte, de façon à permettre l'injection par la tuyère 10 du combustible solide véhicule par le fluide de transport. Ce combustible a de préférence une haute teneur en carbone, par exemple supérieure à 907 Le combustible injecté peut être tout combustible de nature fossile ou synthétique tel que, par exemple, du charbon, du fuel ou du goudron. Le fluide de transport dans le cas d'emploi d'un combustible solide est de préférence constitué par un gaz inerte dans les conditions de transport. La granulométrie du combustible injecté est de préférence comprise entre 10 microns et 15 mm et les quantités injectées peuvent aller par exemple jus qu'à 50 kg/tonne d'acier. En dehors des périodes d'injection de combustible, la vanne 23 est fermée et la vanne 27 ouverte pour refroidir la tuyère. Dans la variante de la Fig.2, la tuyère 10a est supportée par un dispositif par ailleurs connu et désigné par la référence 30, qui permet de la déplacer par rapport au convertisseur et de l'éloigner de ce dernier en dehors des périodes d'injection. Dans la variante de la Fig.3, la tuyère 10b débouche dans le convertisseur par l'ouverture supérieure de ce dernier et elle est, comme précedemment montée mobile par rapport au convertisseur. Dans ces deux derniers exemples, l installa- tion décrite à propos de la Fig.1 peut être simplifiée puisque le circuit de refroidissement est rendu inutile du fait du retrait possible des tuyères 10a, 10b hors de la zone interne du convertisseur. A titre d'autres variantes, on signalera simplement que le convertisseur peut etre équipé de plusieurs tuyéres reliées chacune à des moyens d'alimentation en combustible. Le dispositif selon l'invention permet d'atteindre de façon efficace les objectifs recherchés en effet l'injection de combustible dans le convertisseur permet d'augmenter la quantité de ferrailles consommée sans pour autant compliquer de façon excessive l'installation. De plus les tuyères de fond n'étant pas traversées par un combustible solide sont moins sollicitées. L efficacité du dispositif selon la présente invention est telle qu'elle permet de refondre dans le convertisseur une quantité supplémentaire de ferrailles allant jusqu'à 15 kg/kg de charbon injecté. Cette efficacité tient pour l'essentiel dans la création d'une zone de combustion à haute température au-dessus du bain, grace à l'existence de jets convergents en cette zone, de combustible et de comburant. REVENDICATIONS 1. Installation de convertisseur, comprenant un convertisseur proprement dit, comportant une enceinte basculante (1) garnie d'un revêtement réfractaire (2! et équipée de moyens (3,3') de soufflage d'oxygène dans ou sur le bain de métal liquidez carac térisée en ce qu'elle comprend au moins une tuyère supplémentaire (10) débouchant dans le convertisseur à un niveau superieur à celui du bain de métal liquide, et des moyens (11 à 25) pour injecter du combustible à travers la/ou chaque tuyère supplémentaire (10). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la/ou chaque tuyère supplementaire (10) est fixe par rapport à l'enceinte du convertisseur et reliée à un conduit pouvant basculer en meme temps que le convertisseur. 3. Installation selon la revendication 1. caractérisée en ce que la/ou chaque tuyère supplémentaire (10) est mobile par rapport à l'enceinte du convertisseur et peut être dégagée de l'enceinte (1). 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la/ou chaque tuyère supplémentaire (10) débouche dans la paroi latérale du convertisseur. 5. Installation selon 1 une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la/ou chaque tuyère supplémentaire (10) débouche dans l'ouverture supérieure du convertisseur. 6. Installation selon l une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il est prévu également un circuit (26, 27) de refroidissement de la/ou chaque tuyère supplémentaire (10). 7. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la/ou chaque tuyère supplémentaire (10) est orientée de façon à converger avec des moyens (5,3') de soufflage d'oxygène ou autre comburant, dans une zone situe à une faible distance au-dessus du niveau du métal en fusion contenu dans le convertisseur. 8. Procédé pour accroitre la consommation de ferrailles dans un convertisseur d'acier à l'oxygéne, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter simultanément dans une zone du convertisseur surmontant le bain d'acier, un combustible carboné et un comburant. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le combustible est de nature fossile ou synthétique, par exemple du charbon pulvérisé, du fuel ou du goudron. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le comburant est de l'oxygène