Brevet FR2631042A1 — publié le 19891110

2631O42 "Procédé d'exploitation d'un cubilot sans coke et chauffé au gaz, avec addition de ferrosilicium" L'invention concerne un procédé d'exploita- tion d'un cubilot sans coke, chauffé'au gaz en vue de la fusion et du surchauffage de métaux ferreux et de leurs alliages, en particulier de la fonte dans les entreprises métallurgiques. Il est connu que pour des cubilots chauffés au gaz, le combustible est converti par un brûleur disposé immédiatement près de la cheminée du fourneau auprès du foyer latéralement, qui passe dans la chemi- née du fourneau. Les gaz de fourneau brûlants ainsi obtenus s'écoulent dans la chambre de surchauffe et ensuite - selon le principe du contre-courant - à tra- vers les colonnes de coulées qui sont séparées à l'ai- de d'un équipement de retenue réalisé comme une grille refroidie par l'eau pour le matériau mis en oeuvre en couche-et métallique, y compris les composants du fon- dant. Grâce aux gaz brûlants du fourneau on parvient à la fusion du matériau mis en oeuvre métallique et à la co-fusion des composants du fondant pour lesquels ceux-ci dégouttent dans un foyer qui rassemble le fer liquide. Dans le foyer les gaz de fourneau brûlants surchauffent le fer liquide. C'est ainsi que par exem- ple dans le brevet allemand (DAS) 2.204.042, un procé- dé pour la fusion du fer est exposé dans un cubilot chauffé par le gaz, exécuté dans ce mode de construc- tion. Les gaz du fourneau à partir de la chambre de combustion atteignent un support de grillage ayant des solides formés en forme de billes, résistant au feu, qui ont un diamètre de 7,5 à 15% du diamètre moyen de la cheminée et sont composés de graphite de minerai brillant, liés à la chaux. Ils doivent agir comme échangeur de chaleur, rendre possible le passage du volume requis de gaz, et en même temps peuvent garantir un parcours ainsi qu'un temps de contact suf- fisamment longs pour les gouttes de métal s'écoulant par en dessous, afin que celles-ci réalisent une sur- chauffe suffisante. Il est préjudiciable que, lors de ce mode de transport du fourneau, la surchauffe du mé- tal liquide soit fortement restreinte en particulier que le mâchefer ne puisse pas s'écouler librement dans le foyer, car l'oxyde de fer FeO formé en premier et l'oxyde de fer à plus haute valence qui sont intro- duits par le grillage du matériau d'utilisation métal- lique, ont une viscosité élevée. En même temps la durée de séjour du fer liquide dans la zone de la grille de soutien augmente. Ceci conduit à un compac- tage de la colonne de coulée par l'intermédiaire de la grille de soutien et entraîne une fore augmentation de la pression dans le fourneau. Dans les cas extrêmes le mâchefer parvient avec le courant gazeux au départ de la zone de fusion immédiatement par l'intermédiaire de la grille de soutien ou de la grille, jusque dans la zone préchauffée de la colonne de coulée et le proces- sus de fusion doit être interrompu. Par conséquent, aucune marche du fourneau suffisamment stable, n'est réalisée. Les causes d'une marche du fourneau instable se trouvent dans les conditions thermodynamiques insuffisantes, pendant le processus de fusion dans le cubilot chauffé au gaz. Ceci a, pour conséquence, que les durées de fusion ne peuvent pas être respectées. Le but de l'invention est d'abaisser la consommation, en vue de la conduite d'un cubilot sans coke, chauffé au gaz, en particulier les coûts pour la fusion du fer. Le problème de l'invention consiste dans le développement d'un procédé pour la conduite d'un cubi- lot sans coke, chauffé au gaz en vue de la fusion et de la surchauffe de métaux ferreux et de leurs allia- ges, en particulier de la fonte, qui règle les condi- tions thermodynamiques pend&nt le processus de fusion dans le domaine de la grille de sorte qu'une marche stable du fourneau soit garantie. Selon l'invention les composants du grillage sont additionnés par tonne de matériau mis en jeu, métallique, de 0,5 à 5 kg de silicium sous la forme de ferrosilicium avec une granulation de 10 à-20 mm. Sur la base de sa faible capacité de morcellement par rap- port à d'autres composants de grillage, le ferrosili- cium parvient au cours du processus de grillage grâce aux espaces libres de la colonne de coulée jusque immédiatement dans la zone de la grille. Le ferrosili- cium fond rapidement et par suite de la réduction des oxydes de fer à plus haute valence, il se forme à ces températures à partir de l'oxyde de fer primaire un mâchefer de faible viscosité qui s'écoule librement dans le foyer. De cette façon la durée de séjour du fer liquide est réduite dans la zone de la grille et la formation d'oxyde de fer secondaire est arrêtée. Egalement il est occasionné de cette façon une diminution de la décarbonisation et des résidus de grillage des autres constituants d'accompagnement. La couche de couverture de la grille dans le foyer a une capacité optimale de conductibilité thermique. L'avantage du procédé de conduite d'un cubi- lot sans coke chauffé au gaz, consiste en la bonne stabilité de marche du fourneau dans le processus pra- tique de fusion car aucun oxyde de fer à plus haute valence ne se trouve sur la grille. L'invention va être décrite dans l'exemple de conduite d'un cubilot sans coke et chauffé au gaz en vue de la fusion et de la surchauffe de fonte. Pour l'obtention de fonte de ce type on ajoute par tonne de matériau mise en oeuvre métallique pour une charge, 4 kg de FeSi 75, c'est-à-dire 3 kg de silicium ayant une granulation de 20 mm. Le silicium ajouté sous la forme de ferrosilicium.est pris en compte dans le calcul de l'analyse de grillage de sor- te que les quantités de silicium introduites par tonne de matériau mise en oeuvre métallique demeurent cons- tantes. Il y a une capacité de fusion de 9,5 à 10 t/h pour une mise en oeuvre d'énergie du gaz de 23.700 MJ/h.avec une température de coulée de 1520 0C que l'on peut obtenir. Le mâchefer dans le foyer est idéalement lisse, possède une teneur finale en FeO de 4,5% et ne contient aucun oxyde de fer à plus haute valence. Les résidus de combustion obtenus s'élèvent à 7,5% et les résidus de combustion de silicium s'élèvent à 11, 4%, l'utilisation du procédé selon l'invention conduit à une marche du fourneau très régulière avec une pres- sion de l'espace du fourneau constamment basse. R E V E N D I C A T I ON Procédé de conduite d'un cubilot sans coke, chauffé au gaz en vue de la fusion et de la surchauffe de métaux ferreux et de leurs alliages, en particulier de la fonte avec des solides en graphite de minerai brillant, lié à de la chaux, formés en forme de bil- les, caractérisé en ce que les composants du grillage sont additionnés par tonne de matériau mis en jeu mé- tallique, de 0,5 à 5. kg de silicium sous la forme de ferrosilicium ayant une granulation de 10 à 20 mm.