LU83331A1

LU83331A1 - IMPROVEMENTS IN PNEUMATIC CASTING REFINING PROCESSES BY BLOWING A GAS FROM THE TOP AND BOTTOM OF THE CONVERTER

Info

Publication number: LU83331A1
Application number: LU83331A
Authority: LU
Inventors: P Dauby; J Claes
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1980-05-13
Filing date: 1981-05-04
Publication date: 1981-07-24

Description

iBL-3141/vd Revendication de la priorité de demandes de brevet déposées en Belgique le 13 mai 1980 sous les nos. 6/47.162 et 6/47.163 /iBL-3141 / vd Claim for priority of patent applications filed in Belgium on May 13, 1980 under nos. 6 / 47.162 and 6 / 47.163 /

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j i « ; - 1 - ! C 2038E/8105.j i «; - 1 -! C 2038E / 8105.

| CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES - ! CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE, j Association sans but lucratif - ! Vereniging zonder winstoogmerk, | à BRUXELLES, (Belgique).| METALLURGICAL RESEARCH CENTER -! CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE, j Non-profit association -! Vereniging zonder winstoogmerk, | in BRUXELLES, (Belgium).

1 Perfectionnements aux procédés d'affinage pneumatique de ! | fonte par soufflage d'un gaz par le haut et par le bas du * convertisseur.1 Improvements to pneumatic refining processes of! | melting by blowing a gas from the top and bottom of the * converter.

i La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux procédés d'affinage pneumatique de fonte par soufflage d'un gaz par le haut et par le bas du convertisseur.The present invention relates to improvements to the pneumatic refining processes for pig iron by blowing a gas from the top and from the bottom of the converter.

Les procédés d'affinage de fonte par le haut et par le bas sont actuellement bien connus.The methods of refining cast iron from above and from below are currently well known.

Ils consistent généralement,comme on le sait, à insuffler de l'oxygène pur dans un bain de fonte liquide se trouvant dans un convertisseur d'une part, par le haut au moyen d'une lance appropriée et d'autre part, sous le niveau du bain de fonte, à travers des tuyères de soufflage à deux conduits concentriques, l'oxygène étant soufflé par le conduit central, tandis • · - 2 - que par le conduit périphérique/ on souffle ou on injecte un liquide à dissociation endothermique, par exemple un hydrocarbure.They generally consist, as is known, of blowing pure oxygen into a liquid pig iron bath located in a converter on the one hand, from above by means of an appropriate lance and on the other hand, under the level of the cast iron bath, through blowing nozzles with two concentric conduits, the oxygen being blown through the central conduit, while • · - 2 - only through the peripheral conduit / an endothermic dissociation liquid is injected, for example a hydrocarbon.

Une telle manière de procéder comporte deux inconvénients ί importants : d'une part, le dit fluide utilisé est coûteux et d'autre part, sa décomposition au contact des hautes tem- i ; ^ pératures qui régnent au nez des tuyères provoque notamment l'apparition d'hydrogène qui se dissout dans l'acier et le J . fragilise.Such a procedure has two significant disadvantages ί: on the one hand, the said fluid used is expensive and, on the other hand, its decomposition in contact with high temperatures; ^ peratures which reign in the nose of the nozzles provokes in particular the appearance of hydrogen which dissolves in steel and J. weakens.

La présente invention a pour objet, dans le cadre des opérait tions d'affinage par soufflage simultané de gaz par le haut : et par le bas, un procédé grâce auquel on peut réduire sen- sibleraent les inconvénients cités ci-dessus.The subject of the present invention is, in the context of refining operations by simultaneous gas blowing from above: and from below, a process by which the drawbacks mentioned above can be significantly reduced.

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' Le procédé, objet de la présente invention, dans lequel on affine de la fonte par voie pneumatique par insufflation par le haut d'un convertisseur contenant la dite fonte et au moyen d'une lance appropriée, un gaz d'affinage riche en oxygène pouvant, être de l'oxygène pur, est essentiellement carac-l térisé en ce que l'on souffle du C09 ou un gaz neutre ou iner- te sous le niveau du métal liquide, au moyen de tuyères logées dans le fond et/ou la paroi latérale du convertisseur.'' The process, object of the present invention, in which iron is refined pneumatically by insufflation from the top of a converter containing said iron and by means of an appropriate lance, a refining gas rich in oxygen possibly being pure oxygen, is essentially charac-terized in that one blows C09 or a neutral or inert gas below the level of the liquid metal, by means of nozzles housed in the bottom and / or the side wall of the converter.

Suivant une première modalité de ce procédé, les tuyères de soufflage sous le niveau du métal étant à deux conduits con-centriques, on souffle d'une part du C02 par le conduit central des tuyères et d'autre part, par le conduit périphérique, * du C09 pendant au moins la dernière partie de l'affinage (par exemple 20 % du temps) .According to a first modality of this process, the blowing nozzles below the level of the metal being with two concentric conduits, one blows on the one hand C02 by the central conduit of the nozzles and on the other hand, by the peripheral conduit, * C09 during at least the last part of the ripening (for example 20% of the time).

Suivant une variante avantageuse de cette modalité, pendant la première partie de l'affinage, on souffle par le conduit périphérique, un hydrocarbure et/ou de l'azote.According to an advantageous variant of this method, during the first part of the ripening, a hydrocarbon and / or nitrogen is blown through the peripheral conduit.

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Une telle manière de procéder a permis de réaliser un affinage par le haut et par le bas, à faible consommation de | fluide à dissociation endothermigue conduisant à l'obtention d'un acier pratiquement exempt d'hydrogène. Les tuyères utilisées peuvent être en cuivre ou en acier inoxydable.Such a procedure has made it possible to achieve refinement from the top and from the bottom, with low consumption of | endothermic dissociation fluid leading to the production of a steel practically free of hydrogen. The nozzles used can be copper or stainless steel.

Suivant une autre variante avantageuse du procédé ci-dessus, ’ on limite la quantité totale du CC^ insufflé par le bas à 25 % (en volume) au plus de la quantité d'oxygène soufflé par le haut. Il a été en effet découvert, de façon inattendue, qu'une telle limitation suffisait pour obtenir le mélange interne métal-scorie recherché, sans encourir l'inconvénient de la réduction de la mise au mille de mitrailles due à la réaction endothermique de dissociation du CC^.According to another advantageous variant of the above process, the total amount of CC ^ blown from below is limited to 25% (by volume) at most of the amount of oxygen blown from above. It has in fact been discovered, unexpectedly, that such a limitation suffices to obtain the internal metal-slag mixture sought after, without incurring the disadvantage of reducing the number of machine-gun bullets due to the endothermic reaction of dissociation of the CC ^.

! Le procédé ci-dessus peut comporter évidemment en plus de l'in- sufflation d'oxygène d'affinage, un apport de chaux. Celle-ci ! peut être apportée au bain, de multiples façons, mais on don ne la préférence à un apport sous forme de poudre, introduite | dans le bain au moyen de la lance et/ou au travers des tuy- ! ères d'injection sous le niveau du bain.! The above process can obviously include, in addition to the refining oxygen suffusion, a supply of lime. This one! can be brought to the bath, in many ways, but we do not prefer a contribution in the form of powder, introduced | in the bath by means of the lance and / or through the pipes! injection times below bath level.

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Par ailleurs, il est bien connu, qu'au cours de l'opération d'affinage pneumatique de fonte au convertisseur, la scorie surnageant le métal liquide présente un phénomène de moussage qui, s'il n'est pas détecté et maîtrisé à temps, peut conduire à des débordements et projections hors du convertisseur, avec tous les inconvénients qui en sont la conséquence.Furthermore, it is well known that during the pneumatic refining operation of cast iron in the converter, the slag floating on the liquid metal exhibits a foaming phenomenon which, if it is not detected and controlled in time , can lead to overflows and projections out of the converter, with all the disadvantages which are the consequence thereof.

Il existe déjà différents moyens de détection et de maîtrise de ce moussage; lors du soufflage par le haut, on peut par exemple observer le spectre d'émission de la flamme au convertisseur et, à l'apparition d'une certaine variation d'intensité du dit spectre, conférer un mouvement judicieux à la jj lance.There are already different ways of detecting and controlling this foaming; during blowing from above, one can for example observe the emission spectrum of the flame to the converter and, at the appearance of a certain variation in intensity of said spectrum, impart a judicious movement to the jj lance.

Λ- - 4 - * Est également connu, un procédé d'affinage de fonte par soufflage par le haut, dans lequel on enregistre l'intensité sonore émise par le convertisseur au cours de l'affinage et dès qu'on constate une décroissance de cette intensité qui indique une exagération dans le phénomène de j moussage, on limite le dit phénomène, par exemple en rap- ! prochant du bain métallique, l'extrémité de la lance d'in- j jection.Λ- - 4 - * Also known is a process for refining cast iron by blowing from above, in which the sound intensity emitted by the converter is recorded during refining and as soon as a decrease in this intensity which indicates an exaggeration in the foaming phenomenon, one limits the said phenomenon, for example in comparison! coming from the metal bath, the end of the injection lance.

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Dans ce cadre, et conformément à une seconde modalité avantageuse du procédé de l'invention, au cours de l'affinage, on insuffle par des tuyères simples situées sous le niveau du bain, un gaz dit "auxiliaire", tel qu'un gaz neutre, par exemple de l'azote ou de l'argon, ou oxydant, par exemple du CO2# en ce qu'on enregistre en même temps le spectre sonore émis par le convertisseur, spectre renseignant l'opérateur sur l'état de moussage de la scorie et en ce qu'on modifie, j( de façon appropriée, le débit de gaz auxiliaire insufflé ! quand on constate que le dit niveau sonore suit une courbe , descendante.In this context, and in accordance with a second advantageous modality of the process of the invention, during refining, a so-called "auxiliary" gas, such as a gas, is blown through simple nozzles situated below the level of the bath. neutral, for example nitrogen or argon, or oxidizing, for example CO2 # in that the sound spectrum emitted by the converter is recorded at the same time, spectrum informing the operator about the foaming state of the slag and in that one modifies, j (in an appropriate manner, the flow rate of auxiliary gas blown! when it is observed that the said sound level follows a descending curve.

- j En pratique, quand la courbe de ce niveau sonore descend,c1 est signe que le moussage prend une allure exagérée, pouvant être dangereuse et l'on réagit, selon l'invention, en aug-I mentant le débit de gaz auxiliaire insufflé dans le bain.- j In practice, when the curve of this sound level goes down, c1 is a sign that the foaming takes on an exaggerated appearance, which can be dangerous and we react, according to the invention, by increasing the flow of auxiliary gas blown in the bath.

I Ainsi donc, en plus d'une action bien connue par brassage i j sur la rapidité des réactions chimiques entre scorie et fonte, le gaz auxiliaire peut être utilisé comme moyen de maîtriser le moussage de la scorie.I Thus, in addition to a well-known action by stirring i j on the speed of chemical reactions between slag and pig iron, the auxiliary gas can be used as a means of controlling the foaming of the slag.

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Il va de soi que l'utilisation du spectre sonore comme moyen de détection de l'état de moussage de la scorie n'est ici donné qu'à titre d'exemple non limitatif. Tout autre moyen connu peut être utilisé en combinaison avec l'injection de • gaz auxiliaire susmentionnée, sans pour cela sortir du * - 5 - domaine de la présente invention.It goes without saying that the use of the sound spectrum as a means of detecting the foaming state of the slag is given here only by way of nonlimiting example. Any other known means can be used in combination with the injection of the above-mentioned auxiliary gas, without thereby departing from the scope of the present invention.

Lorsque le gaz auxiliaire normalement utilisé est de l'azote, il peut être avantageux, en fin d'affinage, de remplacer 1' azote par de l'argon, afin de maintenir, dans des limites ibles, le niveau final du métal en azote.When the auxiliary gas normally used is nitrogen, it may be advantageous, at the end of refining, to replace the nitrogen with argon, in order to maintain, within low limits, the final level of the metal in nitrogen. .

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Claims

1. Process for pneumatic refining of cast iron by blowing one! gas from the top and from the bottom of the converter, in which cast iron is refined pneumatically by blowing through the top of a converter containing said cast iron and by means of an appropriate lance, a gas refining rich in jk oxygen which may be pure oxygen, characterized in that | CO 2 is also blown below the level of the liquid metal, by means of nozzles.

2. Method according to claim 1, characterized in that, the blowing nozzles below the level of the metal being with two concentric conduits, one blows on the one hand C02 by the, central conduit of the nozzles and on the other hand, by the CO 2 peripheral conduit during at least the last part of the ripening (for example 20% of the time). ; i

3. Method according to claims 1 or 2, characterized in that, during the first part of the refining, is blown through the peripheral conduit, a hydrocarbon and / or nitrogen.

4. Method according to either of claims 1 to 3, I - characterized in that the total amount of CO ^ in blown from below is limited to 25% (by volume) at most of the amount d oxygen blown from above.

5. Method according to one or other of Claims 1 to 4, characterized in that the lime is poured into the bath, which is introduced into the said bath, by means of the lance. and / or through the injection nozzles below the level of the bath. £ ir - 7 -

6. Method according to claim 1, characterized in that during refining, is blown by said nozzles, a i said auxiliary gas, such as a neutral gas, for example 1 nitrogen or argon, or an oxidizing gas, for example CO ^, in that, by any known means, the foaming state of the slag is recorded at the same time and in that it modifies, as appropriate, the flow of auxiliary gas blown when it is found that the said condition increases unacceptably or dangerously.

7. Method according to claim 6, characterized in that the detection means used is that of recording the sound spectrum of the converter during the refining.

18. The method of claim 7, characterized in that, when a decrease in this spectrum is recorded, i i increases the flow rate of the auxiliary gas injected into the converter. 1 Method according to either of Claims 6 to 8, characterized in that, when the auxiliary gas used j is nitrogen, this is replaced at the end of refining by j of argon. ____