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WO1998054368A1 - Method for producing liquid cast iron from iron sponge and installation for its implementation - Google Patents

Method for producing liquid cast iron from iron sponge and installation for its implementation Download PDF

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Publication number
WO1998054368A1
WO1998054368A1 PCT/BE1998/000063 BE9800063W WO9854368A1 WO 1998054368 A1 WO1998054368 A1 WO 1998054368A1 BE 9800063 W BE9800063 W BE 9800063W WO 9854368 A1 WO9854368 A1 WO 9854368A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
iron
metallurgical
sponge
furnace
iron sponge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/BE1998/000063
Other languages
French (fr)
Inventor
Paul Nilles
Nikolas Ponghis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Original Assignee
Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL filed Critical Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority to JP50002599A priority Critical patent/JP2001518145A/en
Priority to EP98916678A priority patent/EP0929699A1/en
Priority to AU70178/98A priority patent/AU7017898A/en
Publication of WO1998054368A1 publication Critical patent/WO1998054368A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing liquid cast iron from pre-reduced iron ores, also called iron sponges, with a view to supplying liquid iron to a steelworks furnace, as well as an installation for its implementation .
  • the charge of the electric furnace can be of mixed origin, namely a part coming in liquid form from the blast furnace and the other formed by an addition in solid form of scrap, HBI, DRI, or other.
  • liquid iron constitutes a very interesting source of heat to preheat various components used in the charge of electric ovens, because it contributes to a strong reduction in the electric energy consumed.
  • the present invention provides a solution to this problem, taking as a starting point the fact that iron sponges constitute, for electric ovens, a charge. interesting, if not even more interesting than scrap. Indeed, these materials contain much less undesirable elements than scrap
  • iron sponges are generally advantageous because their price is not only more constant, but also often lower than that of scrap.
  • loading hot iron sponges saves appreciable amounts of electrical energy during their melting. This procedure is particularly advantageous in the case where the pre-reduced production unit is in the immediate vicinity of the electric melting furnace.
  • iron sponge that is to say free of the majority of the gangue which accompanies it during its passage in the production furnace.
  • iron sponge and available at the outlet of the latter in clean form at high temperature, at least greater than 900 ° C.
  • a final non-negligible advantage of our process for producing liquid cast iron from iron sponge is that it provides a solution to the problem posed by the continuous operation of certain furnaces for producing iron sponge, with the effect a continuous extraction of the latter, and by the discontinuous operation of electric ovens which is clocked by the loading, the treatment of the load and the unloading of the liquid steel.
  • a method for producing liquid cast iron in which an iron sponge is used as a raw material, the metallization rate of which is greater than 80% and which is extracted from the iron sponge production oven. at a temperature above 900 ° C., is characterized in that a metallurgical container in which an quantity of liquid iron, called heel, in that it causes the fusion, the reduction of the remaining FeO and the carburetion of the above-mentioned iron sponge, and in that a part is transferred, preferably more than 60%, of the liquid charge of pig iron produced during the aforementioned metallurgical operations in an electric steel furnace.
  • this pig iron is fed into the steelworks electric furnace continuously and under electric charge.
  • part of said charge is carburetted in a metallurgical vessel so as to produce cast iron to form the heel of liquid iron.
  • a metallurgical container is supplied with hot iron sponge, the iron sponge is melted by appropriate means, it is reduced and carburized, to produce the cast iron to form the heel liquid iron.
  • an iron sponge is used whose metallization rate is between 85% and 90%.
  • iron sponge containing less than 2% of C. is used.
  • part of the gangue which accompanies the iron sponge is removed from the oven for producing iron sponge.
  • a metallurgical container is supplied with an iron sponge, the temperature of which is greater than 900 ° C., preferably greater than 1100 ° C.
  • the carbon concentration of the iron bath present in a metallurgical vessel is controlled so that it is greater than 3.5%.
  • carbon or materials containing carbon, preferably carbon are injected into the melting bath present in a metallurgical vessel, as and when the iron sponge.
  • the cast iron bath present in a metallurgical container is heated so as to maintain its temperature above 1300 ° C., preferably 1450 ° C.
  • the heating is of the electric type, preferably of the electric induction type or of the electric arc type.
  • the heating is of the fossil fuel type, preferably of the thermal type, either by flame with air, oxygenated air or oxygen as oxidant, preferably oxidant. is preheated.
  • a modality of the invention either only a solid, liquid or gaseous fuel is used, or different fuels are combined to optimize the efficiency of the heating operation, preferably pulverized or non-pulverized coal is used.
  • the addition of carbonaceous materials and the additional heat are regulated so as to produce, in a metallurgical container, cast iron containing at least 3.5% of C.
  • the basicity of the slag present in a metallurgical vessel is regulated so as to obtain a basicity index i, defined by the ratio of CaO to SiO2, both being expressed as a percentage by weight, greater than 1, while producing a cast iron whose S concentration is less than 0.05%, preferably by injecting lime into the cast iron bath.
  • most of the gases generated during the operation of feeding a metallurgical container with iron sponge are confined and directed towards the iron sponge production furnace, said gases being almost exclusively made up of CO.
  • the abovementioned gases are used in the abovementioned iron sponge production furnace either as a heat source, or as a reducing agent for the charge of the furnace, or both.
  • the molten metal present in a metallurgical container is stirred by blowing an inert gas into the latter, preferably argon or nitrogen.
  • the gases produced in a metallurgical container are used to preheat materials introduced into the electric steel furnace.
  • the present invention also relates to an installation for implementing the method of the present invention.
  • the installation for producing liquid iron for implementing the method comprises at least one furnace for producing iron sponge, one or more metallurgical vessels intended to contain a heel of liquid iron , at least one electric furnace for producing liquid steel and means for transferring a quantity of iron sponge to at least one of the aforementioned metallurgical vessels.
  • At least one of the metallurgical vessels comprises an induction heating means.
  • At least one of the metallurgical vessels is a pocket oven with arc heating.
  • At least one of the metallurgical vessels is provided with a heating means with at least one plasma torch, preferably with a transferred arc.
  • the metallurgical container or containers are provided with means for introducing both solid and fluid materials, preferably they comprise at least one brick device porous located in the bottom of the container and / or at least one device with an injection lance.
  • the metallurgical container or containers are provided with heating means comprising one or more electrodes.
  • the metallurgical container or containers are provided with O 2 injection means.
  • the metallurgical container or containers are provided with burners, preferably with coal with or without additional addition of air or oxygen.
  • At least one of the metallurgical vessels is provided with means for confining the gases from the liquid iron it contains and also with means for recycling said gases to the iron sponge production furnace.
  • Metallurgical vessels initial characteristics: heel: t 20.0 20.0 C% 4.70 4.70 S% 0.020 0.020 temp. ° C 1350 1350
  • the load of 65 t of cast iron is taken to the electric steel furnace where 45 t are poured, which will be used with the addition of grapeshot and other metallic materials for the production of 1 50 t of liquid steel; the balance of 20 t of cast iron constitutes the heel for the next cycle.

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Abstract

The invention concerns a method consisting in the following steps: using as raw material iron sponge with metallisation content higher than 80 %, extracted from the furnace producing iron sponge at a temperature higher than 900 °C and from which the lode stuff covering it when coming out of the iron sponge producing furnace has been removed. The iron sponge is fed into a metallurgical receptacle in which there already is an amount of liquid cast iron, called heel; said iron sponge is smelted, reduced and carburized, and more than 60 % of the liquid cast iron load produced during said metallurgical operations is transferred into an electric steel furnace. The metallurgical receptacles are provided with means for heating the contents, and injecting therein various substances containing carbon and lime. The generated gases are recirculated during the metallurgical operations towards both the sponge iron production furnace and the steel furnace for preheating the materials loaded therein.

Description

Procédé de production de fonte liquide à partir d'épongé de fer et installation pour sa mise en oeuvre.Method for producing liquid cast iron from an iron sponge and installation for its implementation.

La présente invention concerne un procédé pour produire de la fonte liquide à partir de minerais de fer préréduits, appelés aussi éponges de fer, en vue d'alimenter en fonte liquide un four d'aciérie, ainsi qu'une installation pour sa mise en oeuvre.The present invention relates to a process for producing liquid cast iron from pre-reduced iron ores, also called iron sponges, with a view to supplying liquid iron to a steelworks furnace, as well as an installation for its implementation .

Dans le contexte économique actuel, le four électrique à arc connaît une grande expansion dans le domaine de la production d'acier et la charge classique traditionnelle de tels fours comprend principalement de la ferraille.In the current economic context, the electric arc furnace is experiencing a great expansion in the field of steel production and the traditional conventional load of such furnaces mainly comprises scrap.

Actuellement la qualité de la ferraille est décroissante, car les composants de cette dernière sont de plus en plus porteurs d'éléments indésirables tels que l'étain, le nickel, le molybdène, le chrome, le zinc, le cuivre. Il en résulte que l'on doit de plus en plus compléter la charge du four électrique par des ajouts riches en fer vierge tels que du HBI (hot briquetted iron), du DRI (direct reduced iron), des carbures de fer, ... .Currently the quality of scrap is decreasing, because the components of the latter are increasingly carrying undesirable elements such as tin, nickel, molybdenum, chromium, zinc, copper. As a result, it is increasingly necessary to supplement the charge of the electric furnace with additions rich in virgin iron such as HBI (hot briquetted iron), DRI (direct reduced iron), iron carbides, etc. .

Dans le contexte d'usines possédant une source de fonte liquide tels des hauts- fourneaux, la charge du four électrique peut être d'origine mixte, à savoir une partie venant sous forme liquide du haut-fourneau et l'autre formée par une addition sous forme solide de ferraille, HBI, DRI, ou autre.In the context of factories having a source of liquid pig iron such as blast furnaces, the charge of the electric furnace can be of mixed origin, namely a part coming in liquid form from the blast furnace and the other formed by an addition in solid form of scrap, HBI, DRI, or other.

Un autre aspect économique non négligeable consiste en ce que l'ajout de fonte liquide constitue une source très intéressante de chaleur pour préchauffer divers composants entrant dans la charge des fours électriques, parce qu'elle contribue à une forte diminution de l'énergie électrique consommée.Another significant economic aspect is that the addition of liquid iron constitutes a very interesting source of heat to preheat various components used in the charge of electric ovens, because it contributes to a strong reduction in the electric energy consumed. .

Des considérations précédentes découle la constatation qu'il serait intéressant de disposer de fonte liquide, même dans un contexte de production d'acier au four électrique sans passage par la voie classique du haut-fourneau.From the foregoing considerations follows the observation that it would be advantageous to have liquid cast iron, even in the context of production of steel in an electric furnace without passing through the conventional blast furnace route.

La présente invention apporte une solution à ce problème, en prenant pour point de départ le fait que les éponges de fer constituent, pour les fours électriques, une charge intéressante, sinon même plus intéressante que les ferrailles. En effet, ces matières contiennent beaucoup moins d'éléments indésirables que les ferraillesThe present invention provides a solution to this problem, taking as a starting point the fact that iron sponges constitute, for electric ovens, a charge. interesting, if not even more interesting than scrap. Indeed, these materials contain much less undesirable elements than scrap

Au point de vue économique également, les éponges de fer sont généralement avantageuses parce que leur prix est non seulement plus constant, mais aussi souvent plus faible que celui des ferrailles.From an economic point of view also, iron sponges are generally advantageous because their price is not only more constant, but also often lower than that of scrap.

En outre, il est évident que le chargement d'épongés de fer chaudes permet d'économiser des quantités appréciables d'énergie électrique lors de leur fusion. Cette façon de procéder est particulièrement intéressante dans le cas où l'unité de production des préréduits se trouve à proximité immédiate du four électrique de fusion.In addition, it is evident that loading hot iron sponges saves appreciable amounts of electrical energy during their melting. This procedure is particularly advantageous in the case where the pre-reduced production unit is in the immediate vicinity of the electric melting furnace.

Dans le contexte de la présente invention, nous nous plaçons dans le cadre de procédés produisant une éponge de fer propre, c'est-à-dire débarrassée de la majorité de la gangue qui l'accompagne lors de son passage dans le four de production d'épongé de fer, et disponible à la sortie de ce dernier sous forme propre à haute température, au moins supérieure à 900° C.In the context of the present invention, we place ourselves within the framework of processes producing a clean iron sponge, that is to say free of the majority of the gangue which accompanies it during its passage in the production furnace. iron sponge, and available at the outlet of the latter in clean form at high temperature, at least greater than 900 ° C.

Il va de soi que le procédé de l'invention est d'autant plus intéressant, économiquement parlant, que les distances entre four de production d'épongé de fer et four électrique d'aciérie sont réduites.It goes without saying that the process of the invention is all the more interesting, economically speaking, as the distances between the furnace for producing iron sponge and the electric furnace in a steelworks are reduced.

Enfin un dernier avantage non négligeable de notre procédé de production de fonte liquide à partir d'épongé de fer est qu'il apporte une solution au problème posé par la marche en continu de certains fours de production d'épongé de fer, avec pour effet une extraction continue de cette dernière, et par la marche discontinue des fours électriques qui est cadencée par le chargement, le traitement de la charge et le déchargement de l'acier liquide.Finally, a final non-negligible advantage of our process for producing liquid cast iron from iron sponge is that it provides a solution to the problem posed by the continuous operation of certain furnaces for producing iron sponge, with the effect a continuous extraction of the latter, and by the discontinuous operation of electric ovens which is clocked by the loading, the treatment of the load and the unloading of the liquid steel.

Conformément à la présente invention, un procédé de production de fonte liquide, dans lequel on utilise comme matière première de l'éponge de fer dont le taux de metallisation est supérieur à 80% et qui est extraite du four de production d'épongé de fer à une température supérieure à 900° C, est caractérisé en ce qu'on alimente en éponge de fer précitée un récipient métallurgique dans lequel se trouve déjà une quantité de fonte liquide, appelée talon, en ce qu'on provoque la fusion, la réduction du FeO restant et la carburation de l'éponge de fer précitée, et en ce qu'on transfère une partie, de préférence plus de 60%, de la charge liquide de fonte produite au cours des opérations métallurgiques précitées dans un four électrique d'aciérie.In accordance with the present invention, a method for producing liquid cast iron, in which an iron sponge is used as a raw material, the metallization rate of which is greater than 80% and which is extracted from the iron sponge production oven. at a temperature above 900 ° C., is characterized in that a metallurgical container in which an quantity of liquid iron, called heel, in that it causes the fusion, the reduction of the remaining FeO and the carburetion of the above-mentioned iron sponge, and in that a part is transferred, preferably more than 60%, of the liquid charge of pig iron produced during the aforementioned metallurgical operations in an electric steel furnace.

Suivant une modalité particulière du procédé de l'invention, on alimente cette fonte dans le four électrique d'aciérie d'une façon continue et sous charge électrique.According to a particular form of the process of the invention, this pig iron is fed into the steelworks electric furnace continuously and under electric charge.

Suivant une modalité particulière du procédé de l'invention, après la fusion d'une charge d'acier dans un four électrique d'aciérie, on carbure une partie de ladite charge dans un récipient métallurgique de manière à produire de la fonte pour former le talon de fonte liquide.According to a particular form of the process of the invention, after the melting of a steel charge in an electric steel furnace, part of said charge is carburetted in a metallurgical vessel so as to produce cast iron to form the heel of liquid iron.

Suivant une autre modalité particulière du procédé de l'invention, on alimente en éponge de fer chaude un récipient métallurgique, on fond par un moyen approprié ladite éponge de fer, on la réduit et on la carbure, pour produire la fonte pour former le talon de fonte liquide.According to another particular modality of the process of the invention, a metallurgical container is supplied with hot iron sponge, the iron sponge is melted by appropriate means, it is reduced and carburized, to produce the cast iron to form the heel liquid iron.

Les opérations précédentes permettent d'initialiser le procédé de l'invention de deux manières différentes, en créant dans un ou plusieurs récipients métallurgiques le talon nécessaire pour que ceux-ci puissent recevoir l'éponge de fer en vue de son traitement pour former de la fonte.The preceding operations make it possible to initialize the process of the invention in two different ways, by creating in one or more metallurgical vessels the heel necessary so that these can receive the iron sponge for processing in order to form melting.

Suivant encore une autre modalité, on utilise une éponge de fer dont le taux de metallisation est compris entre 85 % et 90 %.According to yet another modality, an iron sponge is used whose metallization rate is between 85% and 90%.

Suivant une modalité préférentielle du procédé de l'invention, on utilise de l'éponge de fer contenant moins de 2 % de C.According to a preferred form of the process of the invention, iron sponge containing less than 2% of C. is used.

Suivant une autre modalité préférentielle du procédé de l'invention, on procède à l'enlèvement d'une partie de la gangue qui accompagne l'éponge de fer à la sortie du four de production d'épongé de fer. Suivant une autre modalité de l'invention, on alimente un récipient métallurgique en une éponge de fer dont la température est supérieure à 900°C, de préférence supérieure à 1 100°C.According to another preferred embodiment of the process of the invention, part of the gangue which accompanies the iron sponge is removed from the oven for producing iron sponge. According to another embodiment of the invention, a metallurgical container is supplied with an iron sponge, the temperature of which is greater than 900 ° C., preferably greater than 1100 ° C.

II est clair que l'économie du procédé incite à charger l'éponge de fer dès sa disponibilité à la plus haute température possible en vue de limiter l'apport d'énergie extérieur nécessaire vers un récipient métallurgique pour traiter sa charge.It is clear that the economy of the process incites to load the iron sponge as soon as it is available at the highest possible temperature in order to limit the supply of external energy necessary to a metallurgical container to treat its load.

Suivant une modalité de l'invention, on contrôle la concentration en carbone du bain de fonte présent dans un récipient métallurgique de sorte qu'elle soit supérieure à 3,5 %.According to one embodiment of the invention, the carbon concentration of the iron bath present in a metallurgical vessel is controlled so that it is greater than 3.5%.

Suivant une variante préférentielle de la modalité précédente de l'invention, on injecte dans le bain de fonte présent dans un récipient métallurgique du carbone ou des matières contenant du carbone, de préférence du charbon, au fur et à mesure de la fusion de l'éponge de fer.According to a preferential variant of the preceding method of the invention, carbon or materials containing carbon, preferably carbon, are injected into the melting bath present in a metallurgical vessel, as and when the iron sponge.

Suivant une modalité de l'invention, on chauffe le bain de fonte présent dans un récipient métallurgique de manière à maintenir sa température supérieure à 1 300 °C, de préférence 1450 °C.According to one embodiment of the invention, the cast iron bath present in a metallurgical container is heated so as to maintain its temperature above 1300 ° C., preferably 1450 ° C.

Suivant une autre modalité de l'invention, le chauffage est du type électrique, de préférence du type électrique à induction ou du type électrique à arc.According to another embodiment of the invention, the heating is of the electric type, preferably of the electric induction type or of the electric arc type.

Suivant encore une autre modalité de l'invention, le chauffage est du type à combustibles fossiles, de préférence du type thermique soit à flamme avec comme comburant de l'air, de l'air suroxygéné ou de l'oxygène, de préférence le comburant est préchauffé.According to yet another embodiment of the invention, the heating is of the fossil fuel type, preferably of the thermal type, either by flame with air, oxygenated air or oxygen as oxidant, preferably oxidant. is preheated.

Suivant une modalité de l'invention, on utilise soit uniquement un combustible solide, soit liquide, soit gazeux, soit on combine différents combustibles pour optimaliser le rendement de l'opération de chauffage, préférentiellement on utilise du charbon pulvérisé ou non. Suivant une modalité de l'invention, on régule l'addition de matières carbonées et l'appoint calorifique de façon à produire dans un récipient métallurgique de la fonte contenant au moins 3,5% de C.According to a modality of the invention, either only a solid, liquid or gaseous fuel is used, or different fuels are combined to optimize the efficiency of the heating operation, preferably pulverized or non-pulverized coal is used. According to a modality of the invention, the addition of carbonaceous materials and the additional heat are regulated so as to produce, in a metallurgical container, cast iron containing at least 3.5% of C.

Suivant une modalité de l'invention, on régule la basicité de la scorie présente dans un récipient métallurgique de manière à obtenir un indice de basicité i, défini par le rapport du CaO au Si02, tous deux étant exprimés en pourcentage de poids, supérieur à 1 , tout en produisant une fonte dont la concentration en S est inférieure à 0,05%, préférentiellement en injectant de la chaux dans le bain de fonte.According to one embodiment of the invention, the basicity of the slag present in a metallurgical vessel is regulated so as to obtain a basicity index i, defined by the ratio of CaO to SiO2, both being expressed as a percentage by weight, greater than 1, while producing a cast iron whose S concentration is less than 0.05%, preferably by injecting lime into the cast iron bath.

Suivant une modalité de l'invention, on confine et dirige vers le four de production de l'éponge de fer la plus grande partie des gaz générés pendant l'opération d'alimentation d'un récipient métallurgique en éponge de fer, lesdits gaz étant presqu'exclusivement constitués de CO.According to one embodiment of the invention, most of the gases generated during the operation of feeding a metallurgical container with iron sponge are confined and directed towards the iron sponge production furnace, said gases being almost exclusively made up of CO.

Suivant une modalité préférentielle de l'invention, on utilise les gaz précités dans le four de production d'épongé de fer précité soit comme source de chaleur, soit comme agent réducteur de la charge du four, soit les deux.According to a preferred embodiment of the invention, the abovementioned gases are used in the abovementioned iron sponge production furnace either as a heat source, or as a reducing agent for the charge of the furnace, or both.

Suivant encore une autre modalité de l'invention, on brasse le métal fondu présent dans un récipient métallurgique en insufflant un gaz inerte dans ce dernier, préférentiellement de l'argon ou de l'azote.According to yet another embodiment of the invention, the molten metal present in a metallurgical container is stirred by blowing an inert gas into the latter, preferably argon or nitrogen.

Suivant une modalité de l'invention, on utilise les gaz produits dans un récipient métallurgique pour préchauffer des matières introduites dans le four électrique d'aciérie.According to a form of the invention, the gases produced in a metallurgical container are used to preheat materials introduced into the electric steel furnace.

Il convient de faire remarquer que le procédé de la présente invention présente globalement les avantages suivants :It should be noted that the process of the present invention has the following overall advantages:

- il augmente la productivité du four de production de l'éponge de fer, car on ne doit pas pousser la metallisation trop haut, par exemple au-delà de 90 %;- It increases the productivity of the iron sponge production oven, because the metallization must not be pushed too high, for example beyond 90%;

- il permet, moyennant l'utilisation de plusieurs récipients métallurgiques, de résoudre le problème de continuité entre un four de production en continu d'épongé de fer et l'ensemble discontinu des opérations de fonctionnement d'un four électrique d'aciérie; - il optimalise le rendement énergétique d'un ensemble dans lequel tant la chaleur encore disponible dans l'éponge de fer que celle des gaz générés dans le ou les récipients métallurgiques y sont recyclés;- It allows, through the use of several metallurgical vessels, to solve the problem of continuity between a continuous production furnace of iron sponge and the discontinuous set of operating operations of an electric steel furnace; - It optimizes the energy efficiency of an assembly in which both the heat still available in the iron sponge and that of the gases generated in the metallurgical container (s) are recycled there;

- il permet d'améliorer la qualité de l'acier produit au four électrique.- it improves the quality of the steel produced in the electric oven.

La présente invention porte aussi sur une installation pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention.The present invention also relates to an installation for implementing the method of the present invention.

L'installation de production de fonte liquide pour la mise en oeuvre du procédé, suivant une ou plusieurs des modalités précédentes, comporte au moins un four de production d'épongé de fer, un ou plusieurs récipients métallurgiques destinés à contenir un talon de fonte liquide, au moins un four électrique pour production d'acier liquide et des moyens pour transférer une quantité d'épongé de fer vers au moins un des récipients métallurgiques précités.The installation for producing liquid iron for implementing the method, according to one or more of the preceding methods, comprises at least one furnace for producing iron sponge, one or more metallurgical vessels intended to contain a heel of liquid iron , at least one electric furnace for producing liquid steel and means for transferring a quantity of iron sponge to at least one of the aforementioned metallurgical vessels.

Suivant une modalité de réalisation de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, au moins un des récipients métallurgiques comporte un moyen de chauffage par induction.According to one embodiment of the installation for implementing the method of the invention, at least one of the metallurgical vessels comprises an induction heating means.

Suivant une modalité de réalisation de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, au moins un des récipients métallurgiques est un four poche à chauffage par arc.According to one embodiment of the installation for implementing the method of the invention, at least one of the metallurgical vessels is a pocket oven with arc heating.

Suivant une modalité de réalisation de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, au moins un des récipients métallurgiques est doté d'un moyen de chauffage avec au moins une torche à plasma, préférentiellement à arc transféré.According to one embodiment of the installation for implementing the method of the invention, at least one of the metallurgical vessels is provided with a heating means with at least one plasma torch, preferably with a transferred arc.

Suivant une modalité de réalisation de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, le ou les récipients métallurgiques sont dotés de moyens d'introduction de matières tant solides que fluides, de préférence ils comportent au moins un dispositif à brique poreuse sise dans le fond du récipient et/ou au moins un dispositif avec une lance d'injection. Suivant une modalité de réalisation de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, le ou les récipients métallurgiques sont dotés de moyens de chauffage comprenant une ou plusieurs électrodes.According to one embodiment of the installation for implementing the process of the invention, the metallurgical container or containers are provided with means for introducing both solid and fluid materials, preferably they comprise at least one brick device porous located in the bottom of the container and / or at least one device with an injection lance. According to one embodiment of the installation for implementing the method of the invention, the metallurgical container or containers are provided with heating means comprising one or more electrodes.

Suivant une modalité de réalisation de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, le ou les récipients métallurgiques sont dotés de moyens d'injection d'02.According to one embodiment of the installation for implementing the method of the invention, the metallurgical container or containers are provided with O 2 injection means.

Suivant une modalité de réalisation de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, le ou les récipients métallurgiques sont dotés de brûleurs, de préférence à charbon avec ou sans appoint supplémentaire d'air ou d'oxygène.According to one embodiment of the installation for implementing the process of the invention, the metallurgical container or containers are provided with burners, preferably with coal with or without additional addition of air or oxygen.

Suivant une modalité de réalisation de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, au moins un des récipients métallurgiques est doté de moyens de confinement des gaz issus de la fonte liquide qu'il contient et aussi de moyens pour recycler lesdits gaz vers le four de production d'épongé de fer.According to one embodiment of the installation for implementing the method of the invention, at least one of the metallurgical vessels is provided with means for confining the gases from the liquid iron it contains and also with means for recycling said gases to the iron sponge production furnace.

EXEMPLE :EXAMPLE:

Dans le cadre de l'application du procédé de l'invention dans une installation comportant un four à sole tournante de production en continu d'épongé de fer de l'ordre de 40 à 60 t/h, deux récipients métallurgiques d'une contenance chacun de 65 t et un four électrique d'aciérie d'une contenance de 1 50 t, on a travaillé avec les paramètres suivants:In the context of the application of the method of the invention in an installation comprising a rotary hearth furnace for the continuous production of iron sponge of the order of 40 to 60 t / h, two metallurgical vessels of a capacity each of 65 t and an electric steel furnace with a capacity of 1 50 t, we worked with the following parameters:

Récipients métallurgiques: caractéristiques initiales : talon: t 20.0 20.0 C % 4.70 4.70 S % 0.020 0.020 temp. °C 1350 1350Metallurgical vessels: initial characteristics: heel: t 20.0 20.0 C% 4.70 4.70 S% 0.020 0.020 temp. ° C 1350 1350

Additions lors des opérations suivant le procédé : charbon t 3.1 3.6 chaux t 1 .8 1 .8 et éponge de fer t 46.2 46.1 avec les caractéristiques suivantes Fe tôt % 94.0 94.0Additions during operations according to the process: coal t 3.1 3.6 lime t 1 .8 1 .8 and iron sponge t 46.2 46.1 with the following characteristics Fe early% 94.0 94.0

Taux metallisation % 93.4 89.3 temp. °C 1 150 1 1 50Metallization rate% 93.4 89.3 temp. ° C 1 150 1 1 50

Après traitement du contenu des récipients métallurgiques, on obtient une fonte présentant les caractéristiques suivantes : fonte t 65.0 65.0 C % 4.7 4.7After processing the contents of the metallurgical vessels, a cast iron is obtained having the following characteristics: cast iron t 65.0 65.0 C% 4.7 4.7

S % 0.02 0.02 temp. °C 1450 1450 laitier kg/tHM 60 61 avec tHM = tonne de métal fondu.S% 0.02 0.02 temp. ° C 1450 1450 slag kg / tHM 60 61 with tHM = tonne of molten metal.

La charge de 65 t de fonte est conduite au four électrique d'aciérie où on verse 45 t qui serviront avec ajout de mitrailles et des autres matières métalliques à la production de 1 50 t d'acier liquide; le solde de 20 t de fonte constitue le talon pour le cycle suivant. The load of 65 t of cast iron is taken to the electric steel furnace where 45 t are poured, which will be used with the addition of grapeshot and other metallic materials for the production of 1 50 t of liquid steel; the balance of 20 t of cast iron constitutes the heel for the next cycle.

Claims

REVENDICATIONS 1 . Procédé de production de fonte liquide, dans lequel on utilise comme matière première de l'éponge de fer dont le taux de metallisation est supérieur à 80% et qui est extraite du four de production d'épongé de fer à une température supérieure à 900°C, caractérisé en ce qu'on alimente en éponge de fer précitée un récipient métallurgique dans lequel se trouve déjà une quantité de fonte liquide, appelée talon, en ce qu'on provoque la fusion, la réduction et la carburation de l'éponge de fer précitée, et en ce qu'on transfère une partie de la charge liquide de fonte produite au cours des opérations métallurgiques précitées dans un four électrique d'aciérie.1. Process for the production of liquid iron, in which iron sponge is used as a raw material, the metallization rate of which is greater than 80% and which is extracted from the iron sponge production oven at a temperature above 900 ° C, characterized in that the above-mentioned iron sponge is supplied with a metallurgical container in which there is already a quantity of liquid iron, called a heel, in that the melting, reduction and carburetion of the sponge are caused. aforementioned iron, and in that a part of the liquid charge of cast iron produced during the aforementioned metallurgical operations is transferred to an electric steel furnace. 2. Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on transfère plus de 60% de la charge liquide de fonte produite.2. Method according to claim 1, characterized in that one transfers more than 60% of the liquid charge of cast iron produced. 3. Procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on alimente cette fonte dans le four électrique d'aciérie d'une façon continue et sous charge électrique.3. Method according to claims 1 or 2, characterized in that this iron is fed into the steel furnace continuously and under electric charge. 4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'après la fusion d'une charge d'acier dans un four électrique d'aciérie, on carbure une partie de ladite charge dans un récipient métallurgique de manière à produire de la fonte pour former le talon de fonte liquide.4. Method according to either of claims 1 to 3, characterized in that after the melting of a steel charge in an electric steel furnace, part of said charge is carburetted in a container metallurgical so as to produce cast iron to form the heel of liquid cast iron. 5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on alimente en éponge de fer chaude un récipient métallurgique, en ce qu'on fond par un moyen approprié ladite éponge de fer, en ce qu'on la réduit et en ce qu'on la carbure, pour produire la fonte pour former le talon de fonte liquide.5. Method according to either of claims 1 to 3, characterized in that a hot iron sponge is supplied to a metallurgical container, in that said iron sponge is melted by appropriate means, in that that we reduce it and in that we carburize it, to produce the iron to form the heel of liquid iron. 6. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on utilise une éponge de fer dont le taux de metallisation est compris entre 85 % et 90 %. 6. Method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that an iron sponge is used whose metallization rate is between 85% and 90%. 7. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise de l'éponge de fer contenant moins de 2 % de C.7. Method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that iron sponge containing less than 2% of C. is used. 8. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on procède à l'enlèvement d'une partie de la gangue qui accompagne l'éponge de fer à la sortie du four de production d'épongé de fer.8. Method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that one proceeds to the removal of part of the gangue which accompanies the iron sponge at the outlet of the oven for producing iron sponge . 9. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on alimente un récipient métallurgique en une éponge de fer dont la température est supérieure à 900°C.9. Method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that a metallurgical container is supplied with an iron sponge whose temperature is greater than 900 ° C. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'on alimente un récipient métallurgique en une éponge de fer dont la température est supérieure à 1 100°C.10. Method according to claim 9, characterized in that a metallurgical container is supplied with an iron sponge whose temperature is greater than 1100 ° C. 1 1 . Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on contrôle la concentration en carbone du bain de fonte présent dans un récipient métallurgique de sorte qu'elle soit supérieure à 3,5 %.1 1. Process according to one or more of Claims 1 to 10, characterized in that the carbon concentration of the iron bath present in a metallurgical vessel is controlled so that it is greater than 3.5%. 1 2. Procédé suivant la revendication 1 1 , caractérisé en ce qu'on injecte dans le bain de fonte présent dans un récipient métallurgique du carbone ou des matières contenant du carbone, au fur et à mesure de la fusion de l'éponge de fer.1 2. Process according to claim 1 1, characterized in that carbon or carbon-containing materials are injected into the melting bath present in a metallurgical vessel, as the iron sponge melts . 1 3. Procédé suivant la revendication 1 2, caractérisé en ce qu'on injecte du charbon dans le bain de fonte présent dans un récipient métallurgique.1 3. Method according to claim 1 2, characterized in that coal is injected into the iron bath present in a metallurgical vessel. 14. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'on chauffe le bain de fonte présent dans un récipient métallurgique de manière à maintenir sa température supérieure à 1300 °C.14. Method according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that the iron bath present in a metallurgical vessel is heated so as to maintain its temperature above 1300 ° C. 1 5. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'on chauffe le bain de fonte présent dans un récipient métallurgique de manière à maintenir sa température supérieure à 1450 °C. 1 5. Method according to claim 14, characterized in that the iron bath heated in a metallurgical vessel is heated so as to maintain its temperature above 1450 ° C. 16. Procédé suivant les revendications 14 ou 1 5, caractérisé en ce que le chauffage est du type électrique.16. Method according to claims 14 or 1 5, characterized in that the heating is of the electric type. 1 7. Procédé suivant la revendication 1 6, caractérisé en ce que le chauffage est du type électrique à induction.1 7. A method according to claim 1 6, characterized in that the heating is of the electric induction type. 18. Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce que le chauffage est du type électrique à arc.18. The method of claim 16, characterized in that the heating is of the electric arc type. 19. Procédé suivant les revendications 14 ou 1 5, caractérisé en ce que le chauffage est du type à combustibles fossiles.19. The method of claims 14 or 1 5, characterized in that the heating is of the fossil fuel type. 20. Procédé suivant la revendication 19, caractérisé en ce que le chauffage est du type thermique soit à flamme avec comme comburant de l'air, de l'air suroxygéné ou de l'oxygène.20. The method of claim 19, characterized in that the heating is of the thermal type or flame with as oxidizer air, oxygenated air or oxygen. 21 . Procédé suivant la revendication 20, caractérisé en ce que le chauffage est du type thermique à flamme avec le comburant préchauffé.21. Process according to Claim 20, characterized in that the heating is of the flame thermal type with the oxidizer preheated. 22. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 19 à 21 , caractérisé en ce qu'on utilise soit uniquement un combustible solide, soit liquide, soit gazeux, soit qu'on combine différents combustibles pour optimaliser le rendement de l'opération de chauffage.22. Method according to either of claims 19 to 21, characterized in that either only a solid, liquid or gaseous fuel is used, or that different fuels are combined to optimize the yield of the heating operation. 23. Procédé suivant la revendication 22, caractérisé en ce qu'on utilise du charbon pulvérisé ou non.23. The method of claim 22, characterized in that pulverized coal or not. 24. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 1 à 23, caractérisé en ce qu'on régule l'addition de matières carbonées et l'appoint calorifique de façon à produire dans un récipient métallurgique de la fonte contenant au moins 3,5% de C.24. Method according to one or more of claims 1 1 to 23, characterized in that the addition of carbonaceous materials and the calorific addition are regulated so as to produce in a metallurgical vessel iron containing at least 3.5% Dec. 25. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 24, caractérisé en ce qu'on régule la basicité de la scorie présente dans un récipient métallurgique de manière à obtenir un indice de basicité i supérieur à 1 tout en produisant une fonte dont la concentration en S est inférieure à 0,05%.25. Method according to one or more of claims 1 to 24, characterized in that the basicity of the slag present in a metallurgical vessel is regulated so to obtain a basicity index i greater than 1 while producing a cast iron whose S concentration is less than 0.05%. 26. Procédé suivant la revendication 25, caractérisé en ce qu'on injecte de la chaux dans le bain de fonte présent dans un récipient métallurgique pour réguler la basicité de la scorie.26. The method of claim 25, characterized in that lime is injected into the iron bath present in a metallurgical vessel to regulate the basicity of the slag. 27. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 26, caractérisé en ce que la plus grande partie des gaz générés pendant l'opération d'alimentation d'un récipient métallurgique en éponge de fer, lesdits gaz étant presqu'exclusivement constitués de CO, est confinée et dirigée vers le four de production de l'éponge de fer.27. Method according to one or more of claims 1 to 26, characterized in that most of the gases generated during the operation of feeding a metallurgical container with iron sponge, said gases being almost exclusively made of CO , is confined and directed to the iron sponge production furnace. 28. Procédé suivant la revendication 27, caractérisé en ce qu'on utilise les gaz précités dans le four de production d'épongé de fer précité soit comme source de chaleur, soit comme agent réducteur de la charge du four, soit les deux.28. The method of claim 27, characterized in that the aforementioned gases are used in the aforementioned iron sponge production oven either as a heat source, or as a reducing agent for the charge of the oven, or both. 29. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 28, caractérisé en ce qu'on brasse le métal fondu présent dans un récipient métallurgique en insufflant un gaz inerte dans ce dernier.29. Method according to one or more of claims 1 to 28, characterized in that the molten metal present in a metallurgical container is stirred by blowing an inert gas into the latter. 30. Procédé suivant la revendication 29, caractérisé en ce qu'on utilise comme gaz inerte de l'argon ou de l'azote.30. The method of claim 29, characterized in that argon or nitrogen is used as the inert gas. 31 . Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 30, caractérisé en ce qu'on utilise les gaz produits dans un récipient métallurgique pour préchauffer des matières introduites dans le four électrique d'aciérie.31. Process according to one or more of Claims 1 to 30, characterized in that the gases produced in a metallurgical vessel are used to preheat materials introduced into the electric steel furnace. 32. Installation de production de fonte liquide pour la mise en oeuvre du procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 31 , caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un four de production d'épongé de fer, un ou plusieurs récipients métallurgiques destinés à contenir un talon de fonte liquide, au moins un four électrique pour production d'acier liquide, et des moyens pour transférer une quantité d'épongé de fer vers au moins un des récipients métallurgiques précités. 32. Installation for producing liquid iron for implementing the method according to one or more of claims 1 to 31, characterized in that it comprises at least one furnace for producing iron sponge, one or more metallurgical vessels intended containing a heel of liquid iron, at least one electric furnace for producing liquid steel, and means for transferring a quantity of iron sponge to at least one of the aforementioned metallurgical vessels. 33. Installation suivant la revendication 32, caractérisée en ce qu'au moins un des récipients métallurgiques comporte un moyen de chauffage par induction.33. Installation according to claim 32, characterized in that at least one of the metallurgical vessels comprises an induction heating means. 34. Installation suivant la revendication 32, caractérisée en ce qu'au moins un des récipients métallurgiques est un four poche à chauffage par arc.34. Installation according to claim 32, characterized in that at least one of the metallurgical vessels is a pocket furnace with arc heating. 35. Installation suivant l'une ou l'autre des revendications 32 à 34, caractérisée en ce qu'au moins un des récipients métallurgiques est doté d'un moyen de chauffage avec au moins une torche à plasma.35. Installation according to either of claims 32 to 34, characterized in that at least one of the metallurgical vessels is provided with a heating means with at least one plasma torch. 36. Installation suivant la revendication 35, caractérisée en ce que la ou les torches à plasma sont du type à arc transféré.36. Installation according to claim 35, characterized in that the plasma torch or torches are of the transferred arc type. 37. Installation suivant l'une ou l'autre des revendications 32 à 36, caractérisée en ce que le ou les récipients métallurgiques sont dotés de moyens d'introduction de matières tant solides que fluides.37. Installation according to either of claims 32 to 36, characterized in that the metallurgical container or containers are provided with means for introducing both solid and fluid materials. 38. Installation suivant la revendication 37, caractérisée en ce que le ou les récipients métallurgiques comportent au moins un dispositif à brique poreuse sise dans le fond du récipient.38. Installation according to claim 37, characterized in that the metallurgical container (s) comprise at least one porous brick device located in the bottom of the container. 39. Installation suivant les revendications 37 ou 38, caractérisée en ce que le ou les récipients métallurgiques comportent au moins un dispositif avec une lance d'injection.39. Installation according to claims 37 or 38, characterized in that the metallurgical container (s) comprise at least one device with an injection lance. 40. Installation suivant l'une ou l'autre des revendications 32 à 39, caractérisée en ce que le ou les récipients métallurgiques sont dotés de moyens de chauffage comprenant une ou plusieurs électrodes.40. Installation according to either of claims 32 to 39, characterized in that the metallurgical container or containers are provided with heating means comprising one or more electrodes. 41 . Installation suivant une ou plusieurs des revendications 32 à 40, caractérisée en ce que le ou les récipients métallurgiques sont dotés de moyens d'injection d'02.41. Installation according to one or more of claims 32 to 40, characterized in that the metallurgical receptacle (s) are provided with O 2 injection means. 42. Installation suivant une ou plusieurs des revendications 32 à 41 , caractérisée en ce que le ou les récipients métallurgiques sont dotés de brûleurs. 42. Installation according to one or more of claims 32 to 41, characterized in that the metallurgical container or containers are provided with burners. 43. Installation suivant la revendication 42, caractérisée en ce que le ou les récipients métallurgiques sont dotés de brûleurs à charbon avec ou sans appoint supplémentaire d'air ou d'oxygène.43. Installation according to claim 42, characterized in that the metallurgical container (s) are provided with coal burners with or without additional addition of air or oxygen. 44. Installation suivant une ou plusieurs des revendications 32 à 43, caractérisée en ce qu'au moins un des récipients métallurgiques est doté de moyens de confinement des gaz issus de la fonte liquide qu'il contient et aussi de moyens pour recycler lesdits gaz vers le four de production d'épongé de fer. 44. Installation according to one or more of claims 32 to 43, characterized in that at least one of the metallurgical vessels is provided with means for confining the gases from the liquid iron it contains and also with means for recycling said gases to the iron sponge production furnace.
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