Brevet FR2607829A1 — publié le 19880610

DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé de traitement d'acier en poche, dans lequel 1 'acier liquide présent dans la poche est brassé par une injection d'un gaz inerte tel que l'argon de manière à hcmogénéiser oelui-ci. On s'est rendu compte que lors du brassage en poche d'acier liquide avec de 1 'argon, ce brassage conduisait à une reprise d'azote relativement importante de l'acier. On a par exemple constaté que pour un traitement en poche avec une lance injectant de l'argon dans le bain d'acier liquide on ajoutait environ 7 ppn d'azote, lorsque ce traitement s'effectue sans couvercle au-dessus de la poche et environ 50 ppm d'azote lorsque la poche est recouverte d'un couvercle. Bien entendu, les résultats sont identiques lorsque l'injection d'argon (ou de tout autre gaz inerte autre que l'azote pour éviter les problèmes de renitruration) peut être effectuée également de manière connue en soi, par soufflage par le fond de la poche, à travers un bouchon poreux. Afin d ' éviter ces inconvénients, le procédé selon l'invention est caractérise en ce que, avant de commencer le traitement en poche du bain d'acier liquide, on injecte à la surface de celui-ci de l'anhydride carbonique, et/ou de l'argon de manière à réduire la reprise en azote de 1 'acier au cours du traitement ultérieur dans la poche. De préférence, ce procédé est egalement caractérise en ce que l'on maintient une injection d'anhydride carbonique et/ou d'argon à la surface du métal liquide, tout au long du traitement dans celle-ci, de manière à recouvrir la surface du métal liquide par de l'anhydride carbonique et/ou de l'argon pendant toute la durée dudit traitement. Bien entendu, l'anydride carbonique peut être injecte directement sous fondre gazeuse de manière telle que l'on chasse l'air présent au-dessus du bain de métal liquide ou de préférence sous forme de neige carbonique injectée sur la surface du bain de mental en fusion, neige carbonique qui va se sublimer progressivement pour chasser l'air présent dans la poche au-dessus du bain de métal en fusion. L'argon peut être injecté sous forme de liquide et/ou de gaz. I1 est possible, notamment lorsque la poche est revêtue d'un couvercle, de ne prévoir qu'une injection de neige carbonique avant le début du brassage, cette neige se sublimant peu à peu et chassant progressivement l'air se trouvant au-dessus du bain de métal en fusion. L'anydride carbonique, ainsi qu'une partie du gaz soufflé dans le bain de métal liquide se maintient alors, au cours du brassage, au-dessus de la surface de mental liquide et protège celui-ci contre la renitruration. Toutefois, on a constaté que cette opération de brassage, du fait des turbulences qu'elle créait dans le métal liquide et à la surface de oelui-ci, entraînait assez freqtenrent des entrées d'air. C'est pourquoi, selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, on injectera de la neige carbonique avant le commencement de l'étape de brassage, puis on continuera cette injection de neige carbonique au cours du brassage, de manière à maintenir une couche de neige carbonique à la surface du bain de mental en fusion. Par ailleurs, il est connu, au cours de cette étape de brassage, d' ajouter un certain nombre d'additifs à l'acier en fusion, additifs généralement sous forme de poudres, constituée d'alliages, et/ou de métaux etc... Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, on injecte de l'anhydride carbonique et/ou de l'argon par l'orifice d'injection des additifs dans la poche, de manière à éviter les entrées d'air dans celle-ci. Selon un zode particulièrement avantageux de réalisation de l'invention, on injectera l'anhydride carbonique sous forme de neige par l'orifice d'injection des additifs, avant le coerranoerrnt du brassage et de préférence tout au long de celui-ci, de manière à maintenir une couche de gaz et/ou de neige à la surface du bain de métal liquide. Enfin, selon une variante particulièrement simple de mise en oeuvre de l'invention, on réalisera également le brassage du inétal liquide par injection d'anydride carbonique sous forme de gaz soit à l'aide d'une lanice, généralement immergez dans le bain de métal liquide, soit par le fond de la poche à travers, par exemple, un bouchon poreux, ou tout autre moyen adapté bien connu de l'homme de métier. L'invention sera mieux comprisse à l'aide des exemples de réalisation ci-joints, donnés à titre non limitatif conjointement avec les figures qui représentent - la figure 1, une vue en coupe schématique d'un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention, - la figure 2, une variante de réalisation de la figure 1. Sur la figure 1, est représentée une première variante de réalisation de l'invention. Le métal liquide, par exemple de 1 'acier, est contenu dans une poche 1, dans laquelle il a été coulé, soit à partir d'un four électrique, soit à partir d'un convertisseur. Le métal liquide présent dans cette poche va être ultérieurement coulé dans un répartiteur ou une lingotière. Lorsque le métal se trouve dans la poche, on en profite généralement pour lui faire subir des transformations diverses par exemple, par adjonction de métaux et/ou alliages divers de manière à modifier ses propriétés. Ces traitements se font de prÉférence dans la poche car ceci permet à partir d'un même four ou convertisseur de réaliser des poches successives avec des aciers de différentes compositions et qualités. Le brassage du bain d'acier liquide 2 s'effectue généralement à l'aide d'une lance 3 à travers laquelle on souffle généralement de 1 'argon, cette lance traversant le couvercle 6 de la poche, lorsque celle-ci en est munie. Bien entenau, lorsque le diamètre de la lance 3 est inférieur au diantre de 1 'ouverture dans le couvercle, ce qui est généralement le cas, il est prévu, selon une variante de l'invention, d'injecter également de l'anhydride carbonique sous forme de neige et/ou de gaz, et/ou de l'argon gazeux ou liquide, autour de la lance 3. Cette injection peut se faire soit au dessus du couvercle 6, soit en dessous de celui-ci. Cette injection peut être réalisée par exemple en créant des ouvertures latérales le long de la lance injectant de l'argon (et/ou l'anhydride carbonique gazeux). On évite ainsi une pénétration d'air dans la poche. On peut également prévoir une injection coaxiale à l'aide d'un dispositif concentrique placé autour de la lance, de manière à créer une barrière d'anhydride carbonique gazeux autour de la lance injectant de l'argon ou vice-versa. I1 est également possible, à l'aide d'un canon à neige d'obturer le passage existant entre la lance et l'ouverture dans le couvercle, par injection de neige carbonique. Selon l'invention, il est prévu au moins une lance 4, 5, d'injection d'anydride carbonique, de préférence sous forme de neige, traversant le couvercle 6, lorque celui-ci existe, de sorte que 1 'anydride carbonique vient au contact de la surface du métal liquide 2. Cette injection de neige carbonique peut-être séquentielle ou continue, et commence généralement avant l'injection d'argon et se poursuit de préférence pendant toute la durée du brassage à l'aide d'argon. Bien entendu, le brassage peut également s'effectuer avec de l'anhydride carbonique sous forme gazeuse, pur ou en mélange avec de l'argon, généralement par des injections séparées. La figure 1 représente également une variante de réalisation de l'invention dans laquelle la lance 3 est munie d'une partie tronconique 19, se raccordant de manière étanche dans sa partie étroite, à la lanoe 3, au dessus du couvercle 6. La section circulaire la plus large de cette partie 19 est de diamètre supérieur à l'ouverture 24 dans le couvercle et les bords extérieurs de cette partie 19 s'appuient sur le couvercle 6 et entourent l'ouverture 24. Des trous 22, 23 sont prévus dans la lance 3 au niveau de la partie tronconique 19 de manière à injecter le gaz de la lance 3 également dans 1 'espaoe délimité par la partie tronconique 19, ce gaz pouvant ensuite pénétrer par l'ouverture 24 dans la poche ou former un "bouchon" évitant les entrées d'air. Les débits de gaz nécessaires sont réglés par le diametre des trous 22,23. Il est également possible de prévoir des trous 20,21, en dessous du niveau du couvercle 6 pour injecter le gaz (argon ou CC2) traversant la lance de manière à éviter les entrées d'air par l'ouverture 24. Bien entendu, ces deux ensembles de trous généralement disposés le long d'une circonférence de la lanice, respectivement 20,21 et 22,23 peuvent être prévus separement ou en ccrnbinaison, ainsi que sans ou avec la partie tronconique 19 assurant à la fois un maintien mécanique de la lance et une fonction d'inertage gazeux de l'ouverture 24. La figure 2 représente une seconde variante de réalisation de l'invention dans laquelle l'injection d'argon (ou d 'anydride carbonique sous forme gazeuse) s'effectue à travers un bouchon poreux 8 placé dans le fond de la poche 1. Sur cette figure, les mêmes éléments que ceux de la figure précédente portent les mêmes références. On a également représenté sur cette figure une goulotte d'alimentation 7 en additifs divers tels que les alliages etc...; Par cette goulotte d' alirentation 7, on déverse généralement par gravité, les additifs nécessaires à la formation d'aciers de différentes qualités.On a constaté que orifice d'introduction des additifs dans la poche créait fréquenrnent une entre d'air dans la poche. De plus, il est fréqent d'utiliser un jet d'air canprime pour éviter les sorties de gaz par cet orifice. Selon l'invention, on injecte également par cet orifice, de l'anhydride carbonique et/ou de l'argon sous forme respectivement de neige ou de gaz, de liquide ou de gaz. Cette injection peut-être faite sous pression, à une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique afin de maintenir un bouchon gazeux ou par simple déversement de neige carbonique dans la goulotte, neige qui tombe par gravité à la surface du bain de métal liquide. Selon une variante, on peut ne réaliser cette injection d'anhydride carbonique et/ou d'argon que par cet orifice, sans avoir recours aux lances d'injection 4,5, la goulotte 7 faisant office de lance. REVESICATICNS 1. Procédé de traitement d'acier en poche, dans lequel 1 'acier liquide présent dans la poche est brassé par une injection d'un gaz inerte tel que 1 'argon, de manière à harogénéiser celui-ci caractérisé en ce que, avant de carmwcer le traitement en poche du bain d'acier liquide, on injecte à la surface de celui-ci de l'anhydride carbonique et/ou de l'argon, de manière à réduire la reprise en azote de l'acier au cours du traitement ultérieur dans la poche. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on maintient une injection d'anhydride carbonique et/ou d'argon à la surface du métal liquide, tout au long du traitement dans la poche, de manière à recouvrir la surface du métal liquide par de l'anhydride carbonique et/ou de l'argon pendant toute la durée du traitement. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'anhydride carbonique est injecte sous forme de neige. 4. Procédé selon 1 'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la poche est revêtue d'un couvercle avant le début du traitement. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on ajoute divers métaux et/ou alliages sous forme de poudre au cours du traitement an poche. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le gaz de brassage injecté dans le bain de métal liquide est de l'anhydride carbonique pur ou en mélange avec de l'argon. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la poche est munie d'un couvercle comportant une ouverture dans laquelle est placée la lance d'injection (3) d'argon et/ou de gaz carbonique, caractérisé en ce que ladite lance est munie d'ouvertures latérales permettant notant le passage d'argon et/ou d'anhydride carbonique au dessus de la surface de métal liquide. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une partie tronconique (19) entoure ladite lance-, cette partie tronconique se raccordant à la lance au niveau de sa petite base, et s'appuyant au niveau de sa grande base, sur le couvercle (6), autour de l'ouverture (24), de manière à éviter les entrées d'air par l'ouverture (24).