Language selection

Search

Patent 1172048 Summary

Third-party information liability

Some of the information on this Web page has been provided by external sources. The Government of Canada is not responsible for the accuracy, reliability or currency of the information supplied by external sources. Users wishing to rely upon this information should consult directly with the source of the information. Content provided by external sources is not subject to official languages, privacy and accessibility requirements.

Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 1172048
(21) Application Number: 1172048
(54) English Title: PROCEDE D'AFFINAGE D'UN BAIN DE METAL DANS UN CREUSET A SOUFFLAGE D'OXYGENE PAR LE HAUT ET CREUSET DE MISE EN OEUVRE
(54) French Title: METHOD AND CRUCIBLE FOR REFINING MOLTEN METAL THROUGH TOP BLOWING OF OXYGEN
Status: Term Expired - Post Grant
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C21C 05/34 (2006.01)
  • C21C 05/35 (2006.01)
  • C21C 05/48 (2006.01)
  • C22B 09/05 (2006.01)
(72) Inventors :
  • DENIER, GUY (France)
  • GROSJEAN, JEAN-CLAUDE (France)
  • BAULER, CLAUDE (France)
  • SCHLEIMER, FRANCOIS (Luxembourg)
  • GOEDERT, FERDINAND (Luxembourg)
  • HENRION, ROMAIN (Luxembourg)
  • LORANG, LUCIEN (Luxembourg)
  • METZ, PAUL (Luxembourg)
(73) Owners :
(71) Applicants :
(74) Agent: SWABEY OGILVY RENAULT
(74) Associate agent:
(45) Issued: 1984-08-07
(22) Filed Date: 1981-01-08
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
82 069 (Luxembourg) 1980-01-09

Abstracts

French Abstract


ABREGE DESCRIPTIF
L'invention concerne un procédé d'affinage d'un
bain de métal dans un creuset à soufflage d'oxygène par le
haut et d'injection par le bas du creuset d'un gaz de bras-
sage. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que
le gaz de brassage est un gaz azoté et en ce qu'on l'injecte
au moins à la périphérie du fond du creuset, au voisinage
immédiat de la paroi latérale de ce dernier. L'invention
permet, par rapport à la pratique d'injection antérieure, de
réduire le taux de dissolution du gaz de brassage dans le
métal en fusion et permet donc d'utiliser un gaz de brassage
de faible coût, notamment l'azote, sans risque de nitrura-
tion excessive du bain.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles
un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué,
sont définies comme il suit:
1. Procédé d'affinage d'un bain de métal dans un creuset
à soufflage d'oxygène par le haut et d'injection par le bas du
creuset d'un gaz de brassage, caractérisé en ce que ledit gaz
de brassage est un gaz azoté et en ce qu'on l'injecte au moins
à la périphérie du fond du creuset, au voisinage immédiat de
la paroi latérale de ce dernier.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce
que l'on injecte le gaz de brassage par la partie du fond du
creuset comprise entre deux droites représentative de l'inter-
section du fond avec la surface du bain lorsque le creuset est
en ses positions basculées.
3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé
en ce que l'on injecte le gaz de brassage à la périphérie du
fond au voisinage immédiat de l'aplomb de l'axe de basculement
du creuset.
4. Procédé selon la revendication 1, caracté-
risé en ce que l'on injecte également le gaz de brassage par
une partie médiane du fond entre le centre dudit fond et sa
périphérie.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce
que l'on détermine au cours de l'affinage les paramètres indi-
catifs de la tendance à la dissolution du gaz de brassage dans
le bain métallique et que l'on réagit suivant la réponse obtenue
en modifiant les conditions géométriques de l'injection du gaz
de brassage par le fond entre une injection périphérique et
une injection médiane.
- 16 -

6. Procédé selon la revendication 5 et selon lequel
le gaz de brassage est de l'azote, caractérisé en ce qu'on
détermine au cours de 1 t affinage les paramètres indicatifs
de la tendance à la nitruration du bain par une mesure de
l'état d'avancement de la décarburation du bain.
7. Creuset d'affinage à l'oxygène soufflé par le haut
pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'il présente, incorporées à son revête-
ment réfractaire, des injections pour l'insufflation du gaz
de brassage localisées dans le fond du creuset, au moins
selon une couronne périphérique située au voisinage immédiat
de la paroi réfractaire latérale dudit creuset.
8. Creuset selon la revendication 7, caractérisé en
ce que le fond présente au moins une seconde couronne d'in-
jecteurs secondaires localisée en position médiane inter-
médiaire entre le centre du fond du creuset et la couronne
périphérique et en ce que des moyens sont prévus pour
alimenter séparément chacune des couronnes d'injecteurs
de brassage.
9. Creuset selon la revendication 7, carac-
térisé en ce que les injecteurs sont localisés dans le fond
du creuset dans une région comprise entre les deux traces
de la surface du bain sur le fond du creuset lorsque celui-
ci est placé respectivement en ses deux positions basculées.
10. Creuset selon la revendication 8, caractérisé
en ce que les injecteurs sont localisés dans le fond du
creuset dans une région comprise entre les deux traces de
la surface du bain sur le fond du creuset lorsque celui-
ci est placé respectivement en ses deux positions basculées.
- 17 -

11. Creuset selon les revendications 8 ou 10, carac-
térisé en ce que les injecteurs de la couronne périphérique
sont concentrés au voisinage de l'aplomb de l'axe de bascule-
ment et en ce que les injecteurs de la couronne médiane sont
concentrés au voisinage immédiat du plan de basculement du
creuset selon une orientation sensiblement perpendiculaire
à celle desdits injecteurs de la couronne périphérique.
- 18 -

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


~31 7~4~3
La présente invention se rapporte à l'élabo-
ration des métaux, notamment de l'acier. Elle concerne
plus particulièrement l'affinage pneumatique d'un bain
de fonte contenu dans un creuset à l'oxygène soufflé par
le haut.
On sait qu'un creuset d'affinage à l'oxygène
souffle par le haut est un récipient métallique garni in-
térieurement d'un épais revêtement réfractaire. Le réci-
pient se compose essentiellement d'une partie verticale
cylindrique (appelée paroi latérale) qui est d'une part
fermée à son extrémité inférieure par un fond circulaire
encastré et d'autre part prolongée à son extrémité supé-
rieure par une partie tronconique formant le bec. Par
celui-ci pénètre une lance verticale pour le ~oufflage d'un
ou de plusieurs jets d'oxygène d'affinage en direction de
la surface du bain métallique contenu dans le creuset.
Il est connu de pouvolr élargir les possibilités
métallurgiques des techniques d'affinage de la fonte par
soufflage d'oxygène par le haut en injectant par le bas du ~ ;
creuset un gaz de brassage. Ce dernier est le plus souvent
un gaz chimiquement inerte vis-à-vis des impuretés du métal,
comme l'azote, l'argon, etc... purs ou mélangés. Mais, il
n'est pas exclu d'utiliser un gaz réactif, tel l'oxygène ou
le C02, pur ou mélangé à un gaz inerte et qui, en plus de
sa fonction de brassage, participe à l'affinage proprement
dit en conjuguant son action avec celle de l'oxygène soufflé
par le haut.
On sait que les effets bénéfiques qu'on peut en
attendre sont notamment une conduite du soufflage plus alsée,
une amélioration du rendement en fer et de la qualité de
l'acier ainsi qu'une réduction des consommations de désoxy-

~i7204~
dants et de ferro-alliages. On peut également bénéficier
d'un accroissement de la quantité d'additions refroidis-
santes (ferrailles ou minerai) grâce à une augmentation du
taux de combustion secondaire (/OC0 ~ /OC02 ) q
le décrit par exemple la demande de brevet luxembourgeois
n 81.207 du 30 avril 1979 au nom d'ARBED, le procédé est
mis en oeuvre conjointement avec le maintien d'une atmos-
phère d'oxygène bien répartie sur la surface du bain.
L'une des principales caractéristiques technolo-
giques du procédé est l'incorporation dans le fond du
creuset d'injecteurs permettant d'insuffler le gaz de bras-
sage dans le bain à tout moment pendant et/ou après le
soufflage par le haut d'oxygène d'affinage. Les injecteurs
utilisés, devant assurer un passage sélectif du gaz de
brassage pour éviter des infiltrations de métal en fusion
en sens inverse, peuvent être des tuyères à faible section
de passage (de quelques mm2) ou, de préférence, des éléments
réfractaires aéroperméables. Des éléments de ce type existent
désormais, dont la durée de vie est égale à celle du fond
du creuset et qui ont fait l'objet de plusieurs demandes de
brevet formulées par les inventeurs.
Cette souplesse dans le choix du moment, de la
durée et de l'intensité de l'injection gazeuse permet, com- ~ -
me on l'a rapidement souligné ci-avant, d'améliorer consi-
dérablement les performances des creusets à l'oxygène souf-
flé par le haut en cumulant leurs propres avantages avec
ceux des procédés classiques à soufflage d'oxygène par le
fond.
Cette nouvelle technique vient de conquérir la
sanction industrielle sous la dénomination Procédé "LBE"
(Lance-Brassage-Equilibre) évoquant l'équilibre ~u'il tend
à réaliser entre le métal et la scorie dans le creuset,
.
--2--
'

~1~72~4B
.
Les inventeurs viennent maintenant de décou-
vrir que le procédé LBE permet d'étendre largement les
possibilités de l'affinage à l'oxygène par le haut, non
seulement grâce à la souplesse déjà évoquée dans le choix
du moment, de la durée et de l'intensité du brassage gazeux,
mais également - et de fa,con tout-à-fait surprenante- par
un choix judicieux des conditions géométriques ~uxquelles
doit répondre un tel brassa~e~ De plus, ce choix peut etre
mis en oeuvre de façon fort simple à partir de considéra-
tions portant seulement sur la localisation des injecteursdans le fond du creuset.
A cet effet, l'invention a pour objet u~ procédé
d'affinage d'un bain de métal, en particulier de fonte, dans
un creuset à soufflage d'oxygène par le haut et d'injection par
le bas du creuset d'un gaz de brassage, procédé caractérisé
en ce que le gaz de brassage est un gaz azoté et en ce qulon
l'injecte au moins à la périphérie du fond du creuset, au
voisinage immédiat de la paroi latérale de ce dernier.
L'invention a également pour objet un creuset
particulier pour la mise en oeuvre du procédé caractérisé
en ce qu'il présente, incorporés à son revêtement réfrac- ;
taire, des injecteurs pour l'insufflation du gaz de bras-
sage localisés dans le fond du creuset, le long d'un cercle
situé au voisinage immédiat de la paroi latérale de ce der- -
nier.
~ usqu'ici, on avait coutume de répartir les in-
jecteurs dans le fond du creuset selon une disposition
circulaire à peu près à mi-distance entre le centre du fond
et la paroi latérale Cette disposition représentait un
emplacement logique pour obtenir un effet de brassa~e optimal,
:
compte tenu du ou des jets d'oxygène soufflés par le haut dont
.
--3--
,~ .:..

les points d'impact se situent dans la région centrale de
la surface du bain.
La mise en oeuvre de l'invention, laquelle, comme
on l'aura compris, consiste fondamentalement à repousser
au maximum la zone de soufflage de gaz de brassage vers la
périphérie du fond, présente, par rapport à la technique ha-
bituelle, un résultat remarquable: stabiliser la nitruration
du bain à des tene~rs tout-à-fait acceptables pour pratique-
ment toutes les nuances élaborées à ce jour. L'intéret de
ce résultat sera mieux compris après avoir indiqué que, dans
la pratique antérieure, le soufflage à l'azote conduit à
des teneurs résiduelles fluctuants en cet élément, sortant
souvent des tolérances admises et qui impliquent, ou la
mise au rebut de la charge, ou des traitements correctifs
ultérieurs toujours délicats et onéreux, à l'e~emple des
traitements sous vide.
L'invention présente donc en particulier l'avan-
tage de pouvoir utiliser en toute circonstance et tout du
long de l'opération d'affinage un gaz de brassage par nature
soluble dans le métal liquide dans certaines condltions, à
l'exemple de l'azote, sans risque d'une dissolution exces.si-
ve. Cette possibllité permet de réduire le coût de revient
de l'opération dans des proportions appréciablés puisque,
comme on Ie sait, parmi les gaz à usage industriel et sidé-
rurgique en particulier, l'azote est sans doute le plus
économique, notamment en tant que sous-produit de la fabri-
cation d'oxygène à partir de l'air atmosphérique.
Au demeurant, il reste possible, conformément à
une variante préférée de l'invention, de combiner cette
localisation périphérique avea la localisation traditionnelle
~ -4-
. .
: , I '

1~;t2~4Z 3
en dédoublant géométriquement les possibilités d'injection
selon deux cercles concentriques sur le fond du creuset,
l'un à la périphérie, l'autre approximativement à mi-dis-
tance entre le centre du fond et la paroi latérale du
creuset.
Ainsi, il est possible d'augmenter le débit global
de gaz de brassage tout en le modulant afin notamment de
réserver l'insufflation périphérique aux moments les plus
critiques où, au cours de l'évolution de l'affinage, les
conditions sont telles que la nitruration du bain est à
craindre (notamment en fin de période de décarburation,
lorsque le bain atteint sa température maximale et que le
lavage par le C0 est moins efficace).
On peut donc, à partir d'une centrale pneumatique
alimentant séparément les deux catégories d'injecteurs '-re-
pectivement en posisition périphérique et en position
médiane- se placer dans des conditions de brassage optimale
tout en évitant une prise d'azote excessive par le bain. Ce
résultat peut être aisément atteint par tout moyen de mesure
approprié de la tendance du bain à la nitruration.
- ~ ~A ce titre, et selon une mise en oeuvre préférée
de l'invention,on détermine au cours de l'affinage et à une
cadence suffisante, les paramètres indicatifs de la tendance
à la nitruration du bain métallique et on réagit suivant la
réponse obtenue en effectuant un changement des conditions
géométriques de l'insufflation du gaz de brassage, en ce
sens que l'on effectue préférentiellement cette insufflation
par les injecteurs situés à la périphérie du fond du creuset.
On rappelle que les paramères indicatifs de la
tendance à la nitruration du bain sont essentiellement la
-5-

température de celui-ci ainsi que l'état d'avancement des
réactions d'affinage dans le temps et plus pratiquement
l'état d'avancement de la réaction de décarburation.
Il est bien entendu que ces paramètres sont déter-
minés de manière empirique suivant la configuration et les
dimensions des installations d'affinage et qu'il y a lieu
de tenir compte de facteurs spécifiques comme le débit de
l'oxygène soufflé par le haut et les caractéristiques du ou
des jets issus de la lance de soufflage.
Conformément à une variante de réalisation préfé-
rée du creuset selon l'invention, les injecteurs ne sont pas
répartis circulairement mais localisés en des endroits tels
que, lors des basculements du creuset, ils ne soient plus
au contact du bain de métal en fusion.
L'intérêt d'une telle disposition est notamment
de pouvoir arrêter le soufflage du gaz de brassage lorsqu'il
n'est pas ou plus nécessaire, sans risquer pour autant des
infiltrations en retour de métal en fusion dans les injecteurs.
On en comprend aisément l'avantage lorsque les injecteurs sont
des tuyères, mais le bénéfice obtenu n'est pas pour autant
négligeable dans le cas d'éléments réfractaires aéroperméa-
bles, du moins pour certains d'entre eux, dont la bonne tenue
est conditionnée par le maintien d'un dabit gazeux, Iéger
mais nécessaire en permanence, même en dehors des périodes
de brassage pour établir dans les éléments une pression
contrebalan,cant la pression ferro-statique.
Dans une forme de réalisation, les injecteurs
sont localisés s~métriquement de part et d'autre du plan de ~`
basculement à la verticale de l'axe de basculement (axe
des tourillons équipant le creuset), le creuset étant supposé
: :
-6- ~

:1~'7~8
lui-même en position verticale.
Cette disposition est valable pour les injecteurs
principaux situés à la périphérie, mais également, le cas
échéant, pour les injecteurs secondaires prévus en posi-
tion médiane entre le centre et le bord du fond. Toutefois,
si l'on veut mieux répartir les zones de soufflage dans le
fond du creuset, on disposera ces injecteurs médians au
voisinage immediat du plan de basculement, de part et d'autre
et selon une direction parallèle ou sensiblement parallèle
à l'axe de basculement et, de tcutes fa~ons, suffisamment
éloignée à la fois de la zone centrale soumise à l'influence
des jets d'oxygène soufflés par le haut et de la paroi
latérale pour ne plus être au contact du bain une fois le
creuset basculé.
~ 'invention sera mieux comprise et d'autres
aspects et avantages apparaitront plus clairement au vu de
la description qui 9uit donnée à titre d'exemple et en
référence à la planche unique de dessins annexée sur laquelle:
- la figure 1 èst une vue sché~latique en coupe
verticale d'un creuset conforme à l'invention selon le plan
BB de la ligne 2,
- la f1gure 2 est une vue en coupe horizontale
selon le plan AA de la figure et montrant le fond du creuset.
Sur les figures, les mêmes éléments sont désignés
par des références identiques.
Le creuset représenté est constitué principalement
d'une cuirasse métallique 1 de symétrie axiale recouverte
intérieurement d'un épais revêtement réfractaire 2. L'en-
semble ainsi constitué se compose d'une partie cylindrique
3 formant la paroi latéraLe du creuset et prolongée à son
extrémité supérieure~par une partie tronconique,ou bec, 4,
et fermée au droit de sa partie inférleure par un fond encas-
- -7-

tré 5 au moyen d'un joint annulaire en pisé réfractaire
représenté en 6.
La partie cylindrique présente, à peu près à mi-
hauteur de l'ensemble, une ceinture de renfort habituelle 7
pourvue de deux tourillons 8 et 8' diamétralement opposés
assurant le support du creuset et permettant son bascule-
ment autour de l'axe de basculement symbolisé en 9. Par
ailleurs, une lance verticale 10 pour le soufflage d'oxygène
par le haut pénètre axialement dans le creuset en passant
par l'ouverture du bec.
Comme on le voit, le fond 5 du creuset est équipé
d'injecteurs de gaz de brassage 15 et 18 qui, en l'espèce,
sont des éléments réfractaires aéroperméakles incorporés
dans le maçonnage réfractaire du fond.
On rappelle que ces éléments, qui ne font pas par-
tie de l'objet spécifique de l'invention, sont habituelle-
ment constitués d'un réceptacle métallique ~1 à l'intérieur
duquel est placé une masse réfractaire aéroperméable 12 conçue
de façon à pouvoir être traversée par un gaz sous pression.
Le gaz arrive par une tubulure d'amenée 13 prévue à la base
de l'élément et entre dans le bain par la face opposée 14
destinée à être mise au contact de ce dernier.
On souligne par ailleurs que, pour des raisons de
commodité évidente, ces éléments viennent en substitution
de briques ordinaires constitutives du fond et qu'à cet
égard, ils présentent avantageusement une forme identique
et un format identique, ou très légèrement inférieur, respec-
tivement à la forme et au format des briques qu'ils remplacentO
Conformément à une caractéristique de l'invention,
les éléments réfractaires aéroperméables sont différenciés
en deux catégories identifiables par leur localisatLon géomé-
trique sur le fond 5:
- ~:
--8--

z~
- une première catégorie composée des éléments 15,
séparés en deux groupes équivalents diamétralement opposés
et disposés à la périphérie du fond 5, au voisinage immédiat
de la paroi latérale 3 selon un cercle imaginaire 16 centré
sur le milieur du fond, indiqué en 17 sur les figures;
- une deuxième catégorie constituée des éléments
18, également séparés en deux groupes équivalents diamé-
tralement oppos~set placés en position intermédiaire entre
les éléments périphériques 16 et le centre 17, selon un
cercle imaginaire 19, concentrique au premier cité.
Avant de poursuivre, il importe de rappeler que,
conformément à l'objet principal de l'invention, seul les
éléments périphériques 15 90nt indispensables, les élérnents
18 n'étant prévus qulaccessoirement en tant qu'él~ments
complémentaires, confèrent au procédé une plus grande sou-
plesse quant à la gamme des débits totaux de gaz de brassage
pouvant être injectés et quant à une modulation possible
des débits selon différentes zones d'injection sur le fond 5.
A ce titre, on voit qu'il est prévu, sous le fond
et à faible distance, deux nourrices circulaires concentri-
ques 20 et 21 aIimentan~t par les tubulaires 13 convenablement
disposées, respectivement les éléments 15 et les éléments
18 en gaz de brassage.
Ces nourrices sont elles-mêmes alimentées en gaz
par les conduites principales 22 et 23 qui remontent le long
de la partie cylindrlque et traversent le tourillon 8 perçé
à cet effet, pour~rejoindre une source de gaz sous pression
symbolisée en 24. Celle-ci est munie d'accessoires pour
régler séparément les débits gazeux dans les éléments 15 et
~30 18 et sur lesquels on revlendrs plus en détail par~la suite.
'
: ~ :
- _g _
,

~7~4~ `
Comme on le voit clairement sur la figure 2, les
éléments périphériques 15 ne sont pas répartis régulièrement
.selon la circonférence 16, mais sont concentrés au droit de
llaxe 9 des tourillons.
Une telle disposition résulte des considérations
suivantes: .
on a tra~é en 25 et 26 deux droites perpendiculaires
au plan de basculement symbolisé en 27 et qui correspondent
concrètement à l'intersection de la surface du bain avec le
fond 5 du creuset lorsque ce dernier est en position basculée,
soit d'un côté pour le décrassage du laitier, SOlt de l'autre
poux la coulée du métal~
. Ces traces qul, sur les creus3ts habituels ~ ~oufflage
par le haut9 sont b égale distance du centre 17, définissent
donc entre elles une région du fond qui n'est plus en contact
avec le bain en fusion quand le creuset est dans l'une ou :
l'autre de ses positions de basculement. ~.
Dès lors, on comprend que si l'on souhaite, confor-
: ~ mément à une réalisation préférée ~de l'invention, soustraire :: .
~.
: 20 les éléments 15 au contact du bain lors des opérations de
vldange du creuset, il faut les localiser sur les portions du ~:
cercle 16 délimitées par les traces 25 et 26.
Il est bien entendu que les positions de ces tràcesne sont pas déterminahles à llavance une fois pour toutes,
mais peuvent varier empiriquement d'une installation à l'autre
en fonction notamment de la taille du creuset, de la forme de.
son bec ou de son degré de remplissage.
Les ind1cations qui précèdent sont également appli-
cables aux éléments se.condaires 18.: Cependant, étant donné
30 que ceux-ci n'ont pas à etre impérativement placés très à .
: l'écart du ce~trè 173 il résulte que l'on pourra avantageuse- ;
~ ment 1es disposer selon un cercle entièrement compris entre
.
~10-
.

117Z~1~8
les traces 24 et 25, c'est-à-direy comme le montre la figure 2,
selon un cercle tel que 19 dont le diamètre est légèrement
inférieur à la largeur de la bande du fond définie par ces
deux traces.
Toutefois, il est souvent suffisant, compte tenu
des besoins en débit de gaz de brassage, de prévoir les élé-
ments secondaires 18 seulement sur une portion du cercle 19.
Dans ce cas, il est préférable de les disposer le
plus éloigné possible des éléments 15 de manière à répartir
au mieux la zone de soufflage sur le fond 5.
Une telle disposition est bien`représentée sur la
figure 2, o~ l'on voit que les éléments 18 ont été placés au
voisinage du plan de basculemènt 27, selon des orientations
sensiblement perpendicula.ires ~ celles des éléments primaires
15.
On va maintenant donner, en référence au tableau de
valeurs ci-après, des indications relatives à des essais de
mise en oeuvre de l'invention à l'échelle industrielle.
: ~ Essais N (ppm)
~20 ~ L.D. classique (LDAC, OLP)
LBE s:elon la pratique
~: antérieure 25 - 30
LBE selon l'invention
- avec couronne de soufflage .
: périphérique unique 20
: - avec soufflage périphérique
et soufflage médian séquen-
tiels 20
Ces essais ont été effectués sur un creuset classi-
que à soufflage d'oxygène par le haut selon la techniquetraditLonnelle du procédé "L.D. Il et ayant une capacité de .
310 tonnes.
-11-

~7Z~
En marche habituelle (sans soufflage par le fond),
le métal après affinage et avant coulée présente assez réguliè-
rement une teneur en azote très voisine de 20 ppm ~parties par
million) -lère ligne du tableau-.
Le fond du creuset a été, dans un premier temps,
équippé de douze éléments réfractaires aéroperméables disposés
selon la technique antérieure, c'est-à-dire régulièrement ré-
partis selon un cercle à peu pras à mi-distance entre le
centre du fond et la paroi réfractaire latérale.
Les résultats obtenus après 250 charges montrent
une teneur moyenne du bain en azote de 25 ~ 30 ppm (ligne 2
du tableau~. Ces charge$ ont portées sur des nuances dlacier
extra-doux dont les teneurs en carbone se situaient dans une
gamme allant de 25 à 105 millièmes de pourcent. Les disper-
sions maximales de la teneur en azote ont été observées pour
les nuances comprises entre 70 et 100 mlllièmes de pourcent
en carbone et se sont montées à près de 35 ppm au-dessus de la
valeur indiquée ci-dessus~ Dans ces conditions, un nombre
non-négligeable de coulées ont dû être déclassées pour cause
de nitruration excessive. Par la suite, les douze éléments
réfractaires aéroperméables ont été montés dans le fond selon
une géométrie conforme à la caractéristique essentielle de
l'invention, ctest-à-dire selon une couronne circulaire, au
voisinage immédiat de la paroi réfractaire latérale. Toute
chose étant égale par ailleurs et pour les mêmes conditions
opératoires que précédemment, les essais, qui ont porté sur
un nombre de charges bien moindre, ont été néanmoins suffisants
pour obtenir des résultats statistiques significatifs. Ces
résultats ont montré que la nltruration du bain sSest mainte-
nue constamment ~ des valeurs de 20 ppm (ligne 3 du tableau)avec une dispersion réduite n'ayant entra~ne aucun déclasse-
ment.
-12-

20~8
On retrouve là des résultats pratiquement identiques
à ceux obtenus sans soufflage de gaz de brassage (lère ligne
du tableau) et on peut donc conclure que l'invention rend le
bain métallique quasiment "transparent" à l'azote de brassage.
Une troisième série d'essais a été réalisée en res-
pectant le mode d'implantation des douze éléments aéroperméa-
bles, tel que décrit auparavant en référence aux figures,
c'est-à-dire selon une disposition en deux catégories 15 et 18.
Suit à une injection de gaz menée selon un schéma
opérationnel qui sera précisé par la suite, les résultats ont
montré une tendance à la nitruration qui est restee limitée à
20 ppm environ (ligne ~ du tableau) et ceci malgré l'ac~iva-
tion des éléments aéroperméables 18 en disposition médiane.
En ~ait, ces résultats ont pu être obtenus grâce à
un schéma de soufflage qui a consisté essentiellement en une
mod~lation des débits soufflés par les éléments des deux
catégories, en fonction de l'état d'avancement de l'opération
d'affinage. Plus préclsément, seuls les éléments périphériques
ont été activés au cours de la phase de fin de décarburation
du bain, les autres éléments n'ayant été également sollicités
qu'après l'achèvement de cette phase.
Bien entendu, un tel schéma opératoire a pu être mis
en oeuvre grâce à un système permettant des alimentations
séparées de chaque catégorie d'éléments.
Un système de ce type a été schématiquement représen-
té sur la partie droite de la ~igure 1. Il comprend, entre
la source unique 24 d'azote sous pression et les deux conduites
d'alimentation principale 22 et 23, un groupe électropneumati-
c~ue composé, depuis la sortie de la source, d'un compteur
volumétrique général 28 débitant dans deux circuits en parallèle,
équipé chacun d~une électrovanne 29 (29~ à commande "tout ou
rien", suivi dtun sous-ensemble 30 ~30') regroupant cles compo-

1:il72~
sants classiques pour régler le débit à partir d'une valeurde consigne fixe ou variable.
Le tout est relié aux conduites 22 et 23 par un
raccord circulaire étanche 31 ~ deux passages concentriques
au niveau du tourillon 8 et permettant l'immobilisation du
système d'alimentation malgré les mouvements du creuset sur
son axe de basculement.
En ce qui concerne le mode opératoire, il est utile
de rappeler que l'homme de métier, par la seule expérience
qu'il a acquise dans la pratique de l'affinage à l'oxygène
soufflé par le haut~ conna~t à tout moment l'état d'avancement
des réactions métallurgiques à l'interieur du creuset et peut
par conséquent agir manuellement sur les commandes 29 et 29'
en toute connaissance de cause.
Il demeure cependant que l'invention se pr8te par-
faitement à son intégration dans un système de contrale
automatique assisté par un ordinateur, tel que symbolisé en
32 et commandant les électrovannes 29 et 29~ à partir d'un
capteur 33 mesurant les paramètres représentatifs de l'état
d'avancement de l'opération d'affinage, donc de la tendance
à la nitruration du ~ain, comme par exemple la température
des gaz de réaction et leur composition, nota~ent en oxyde
de carbone~
Il va de soi que l'invention ne saurait se limiter
aux exemples décrits en référence aux figures, mais slétend
à toutes variantes ou à tous équivalents dans la mesure où`
sont reproduites les caractéristiques contenues dans les
revendications jointes.
En particulier, l'invention s'appllque non seulement
au cas de l~azote, mais à tout autre ga~ de brassage suscep-
tible de se dissoudre dans le métal en fusion contenu dans le - ;
.
creuset et dont la quaiité finale n'est pas insensible a sa

~L72~8
concentration en ce gaz.
Ainsi, l'invention, dans sa variante de réalisation
à deux catégories d'injecteurs géométriquement différenciés,
apparait, non seulement comme une technique de diminution de
la nitruration dlun bain dtacier brassé à l'aæote, mais encore,
et de fa~on beaucoup plus générale, comme une technique de
contr81e de taux de dissolution d'un gaz de brassage dans un
bain en fusion, quelques soient les natures respectives de ce
gaz et de ce bain.
A cet égard, l'invention n'est pas limitée non plus
à deu~ catégories d'injecteurs mais s'étend à un nombre supé-
rieur, sachant que la tendance à la dissolution augmente
lorsqu'on active les injecteurs proches du centre du fond et
diminue lorsqu'on se rapproche de la paroi réfractaire latéraie.
Par ailleurs, ces injecteurs ne sont pas obligatoire-
ment des entités fonctionnelles préformées (tuyères ou éléments
réfractaires aéroperméables), mais peuvent fort bien ne présen-
ter aucune individualité prope en tant que tels et apparaitre
au cours de la construction m8me du fond du creuset, par
exemple au moyen de briques réfractaires profilées spéciale-
ment de facon à ménager entre elles7 une fois juxtaposées,
des interstices réservés au soufflage du gaz, ainsi que le
décrit notamment le brevet américain n 2.456.798 (SLICK) du
6 octobre 1944.
De meme, il est clair que la source de gaz de brassa-
ge sous pression n'est pas obligatoirement unique, mais peut
etre décuplée à volonté, et notamment en autant de fois que
le nombre de catégories d'injecteurs.
'
:
-1~ - .

Representative Drawing

Sorry, the representative drawing for patent document number 1172048 was not found.

Administrative Status

2024-08-01:As part of the Next Generation Patents (NGP) transition, the Canadian Patents Database (CPD) now contains a more detailed Event History, which replicates the Event Log of our new back-office solution.

Please note that "Inactive:" events refers to events no longer in use in our new back-office solution.

For a clearer understanding of the status of the application/patent presented on this page, the site Disclaimer , as well as the definitions for Patent , Event History , Maintenance Fee  and Payment History  should be consulted.

Event History

Description Date
Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Inactive: Expired (old Act Patent) latest possible expiry date 2001-08-07
Grant by Issuance 1984-08-07

Abandonment History

There is no abandonment history.

Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
None
Past Owners on Record
CLAUDE BAULER
FERDINAND GOEDERT
FRANCOIS SCHLEIMER
GUY DENIER
JEAN-CLAUDE GROSJEAN
LUCIEN LORANG
PAUL METZ
ROMAIN HENRION
Past Owners that do not appear in the "Owners on Record" listing will appear in other documentation within the application.
Documents

To view selected files, please enter reCAPTCHA code :



To view images, click a link in the Document Description column. To download the documents, select one or more checkboxes in the first column and then click the "Download Selected in PDF format (Zip Archive)" or the "Download Selected as Single PDF" button.

List of published and non-published patent-specific documents on the CPD .

If you have any difficulty accessing content, you can call the Client Service Centre at 1-866-997-1936 or send them an e-mail at CIPO Client Service Centre.


Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Abstract 1994-01-21 1 26
Claims 1994-01-21 3 99
Drawings 1994-01-21 1 55
Descriptions 1994-01-21 15 672