METHOD FOR DECARBURIZING STEEL IN A VACUUM CHAMBER AND VACUUM CHAMBER FOR IMPLEMENTING THE METHOD

PROCEDE DE DECARBURATION D'ACIER DANS UNE ENCEINTE DE TRAITEMENT SOUS VIDE ET ENCEINTE DE TRAITEMENT SOUS VIDE POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE

Abrégé français

Procédé de décarburation d'acier dans une enceinte de traitement sous vide
consti-
tuée d'une partie supérieure (4) en forme de cloche, d'un anneau intermédiaire
(5) et
d'une partie inférieure (6) dans laquelle se trouve le bain de métal à traiter
(2) et qui est
munie de deux plongeurs (7, 8) qui plongent dans la poche à acier (9)
contenant la totali-
té du métal à traiter (10), caractérisé en ce qu'on souffle de l'oxygène
horizontalement
au-dessus du bain de métal à traiter (2), au niveau de l'anneau intermédiaire
(5) sensible-
ment en son milieu. Enceinte de traitement d'acier sous vide dans laquelle au
moins
deux tuyéres horizontales (11, 12) sont ménagées dans l'anneau intermédiaire
(5) de la-
dite enceinte, sensiblement en son milieu.

Revendications

6
REVENDICATIONS
1. Procédé de décarburation d'acier dans une
enceinte de traitement sous vide constituée d'une partie
supérieure (4) en forme de cloche, d'un anneau intermé-
diaire (5) et d'une partie inférieure (6) dans laquelle se
trouve le bain de métal à traiter (2) munie de deux
plongeurs (7,8) plongeant dans la poche à acier (9)
contenant la totalité du métal à traiter (10), caractérisé
en ce qu'on souffle de l'oxygène horizontalement au-dessus
du bain de métal à traiter (2), au niveau de l'anneau
intermédiaire (5) de ladite enceinte.
2. Enceinte de traitement sous vide pour la mise
en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractéri-
sée en ce qu'au moins deux tuyères horizontales (11,12)
sont ménagées dans l'anneau intermédiaire (5) de ladite
enceinte (3) au-dessus du bain de métal à traiter (2).
3. Enceinte de traitement sous vide selon la
revendication 2, caractérisée en ce que les tuyères
horizontales (11,12) sont régulièrement réparties à la
périphérie de l'enceinte (3).
4. Enceinte de traitement selon la revendication
2, caractérisée en ce que les tuyères (11,12) sont ména-
gées sensiblement au milieu de l'anneau intermédiaire (5)
de ladite enceinte (3).

Description

PCT/FR92/00416
~O 92/20986
Procêdê de dëcarburation d'acier dans une enceinte de traitement
sous vide et enceinte de traitement sous vide pour la mise en
oeuvre du procêdé.
La présente invention concerne un procédé de
décarburation d'acier dans une enceinte de traitement sous
vide et une enceinte de traitement sous vide pour la mise
en oeuvre du procédé.
I1 est connu pour effectuer des traitements de
l'acier sorti du convertisseur dans lequel il est élaboré,
de recourir à une enceinte de traitement sous vide,
couramment appelé RHOB (Rheinstahl Heraus Oxygène Blo-
wing).
Une telle enceinte sert à effectuer des traite
ments de décarburation ou une déshydrogénation ainsi que
des traitements légers consistant à élaborer un acier dont
les fourchettes des différents additifs sont réduites à un
point tel qu'il est impossible de l'obtenir directement au
convertisseur.
I1 est connu d'utiliser une enceinte de traits=
ment sous vide constituée de trois parties
- une partie supérieure appelée haut de cuve
ayant la forme d'une cloche,
- un anneau intermédiaire dans lequel se trouve
l'acier à traiter,
- une partie inférieure appelée bas de cuve
munie de deux plongeurs, qui plongent dans la poche à
acier contenant l'acier à traiter.
Lors du traitement de décarburation de l'acier,
c'est à dire du traitement pour l'amener à une teneur en
carbone inférieure à 40 ppm, il est connu d'injecter une
certaine quantité d'oxygène au-dessus du bain de métal
contenu dans l'enceinte de traitement.
Ainsi, le carbone contenu dans le bain de métal
à traiter réagit avec l'oxygène apporté selon la réaction:
C + 1/2 OZ --~ CO
L'oxygène est amené au niveau du bain de métal
liquide à traiter au moyen d'une lance qui plonge dans
l'enceinte de traitement.

WO 91/20986 PCT/FR92/00416
2~8'~_l"~9
2
L'inconvénient de ce procédé réside dans le fait
que l'oxygène est soufflé verticalement par rapport aux
parois de l'enceinte de traitement, c'est à dire qu'il
n'entre jamais directement en contact avec les parois
verticales de l'enceinte sur lesquelles se forment des
dépôts de métal dûs aux projections issues du bain de
métal lors du traitement.
Ces dépôts, appelés des loups, s'accumulent dans
l'enceinte de traitement; finissent par restreindre de
plus en plus la partie libre de l'enceinte et peuvent
empëcher le passage de la lance de traitement.
De plus, les dépôts sur les parois de l'enceinte
contiennent une certaine quantité de carbone selon la
teneur en carbone de l'acier lors des précédents traite-
ments.
Ainsi, lors des traitements de décarburation, le
métal à traiter vient à lécher ces dépôts lors de sa
circulation dans l'anneau intermédiaire de l'enceinte,
circulation due au soufflage d'un gaz neutre dans un des
plongeurs dont est munie la partie basse de ladite encein-
te.
Une partie du dépôt est alors refondue, ce qui
peut entrainer une recarburation du métal à traiter dans
l'enceinte.
Il est dônc nécessaire d'évacuer ces dépôts par
un traitement dit de déloupage par lequel on souffle de
l'oxygène directement sur les loups pour former un oxyde
de fer, lequel tombe dans le fond de la cuve.
Un tel traitement de déloupage est nécessaire
environ tous les quinze traitements d'acier dans l'encein-
te.
Un autre inconvénients réside dans l'étanchéité
nécessaire au niveau du passage de la lance de traitement
dans la partie supérieure de l'enceinte. En effet, l'en-

WO 92/20986 PCT/FR92/00416
3
ceinte devant être maintenue sous vide pendant le traite-
ment, l'étanchéité est très complexe à réaliser.
La présente invention a pour but de fournir un
procédé de décarburation d'acier dans une enceinte de
traitement sous vide constituée d'une partie supérieure en
forme de cloche, d'un anneau intermédiaire dans lequel se
trouve le bain de métal à traiter et d'une partie infé-
rieure munie de deux plongeurs, qui plongent dans une po-
che à acier contenant l' acier à traiter, dans lequel on
souffle de l'oxygène horizontalement au-dessus du bain de
métal à traiter.
La présente invention concerne également une
enceinte de traitement d'acier sous vide pour la mise en
oeuvre du procédé ci-dessus, dans laquelle au moins deux
tuyères horizontales sont ménagées dans l'anneau intermé-
diaire de ladite enceinte, sensiblement en son milieu.
Les caractéristiques et avantages apparaftront
au cours de la description qui va suivre, donnée unique
ment à titre d'exemple, faite en référence au dessin
annexé représentant une vue en coupe d'une enceinte de
traitement sous vide selon l'invention.
Le procédé de décarburation d'acier selon
l'invention consiste à envoyer un flux d'oxygène 1 au-
dessus du bain de métal à traiter 2 qui se trouve dans une
enceinte de traitement sous vide 3 constituée d'une partie
supérieure 4 en forme de cloche, d'un anneaû intermédiaire
5 et d'une partie inférieure 6 comprenant deux plongeurs
7,8 plongeant dans une poche à acier 9 contenant la
totalité de l'acier à traiter 10.
Le vide est réalisé au moyen d'un dispositif de
pompe .à vide de type connu, non représenté, branché sur le
conduit 13 dont est munie la partie supérieure 4 de
l'enceinte.
La caractéristique importante réside dans le
fait que l'oxygène est envoyé dans l'enceinte de traite-

WO 92/20986 PCT/FR92/00416
20~'~1'~9
4
ment horizontalement, c'est à dire perpendiculairement à
l'axe X-X de ladite enceinte.
Ainsi, l'oxygène lèche le bain 2 de métal à
traiter contenu dans l'anneau intermédiaire. Cet oxygène
réagit avec le carbone contenu dans le métal selon la
réaction
C + 1/2 Oz -~ CO
ainsi qu'avec le CO dégagé pendant la réaction
de décarburation, selon la réaction CO + 1/2 Oz -~ CO2.
L'oxygène ainsi apporté permet la réalisation des traite
ments de décarburation et de baisser la température de
l'acier avant traitement puisque l'apport de l'oxygène
induit un effet exothermique.
L'avantage d'un tel procédé réside dans le fait
qu'une partie de l'oxygène soufflé dans l'enceinte de
traitement vient en contact avec les parois verticales de
la partie supérieure 4 et de l'anneau intermédiaire 5 de
l'enceinte empêchant ainsi les projections de métal issues
du traitement d'adhérer contre lesdites parois.
La fréquence des traitements nécessaires pour le
déloupage est réduite, ce qui entraine ainsi une durée de
vie plus longue du fond de la partie inférieure 6 de
l'enceinte.
En effet, lors du déloupage, il se forme un
oxyde de fer, lequel tombe dans le fond de la partie
inférieure de l'enceinte, tapissé de matériau réfractaire
du type magnésie-chrome.
Le matériau réfractaire se combine alors avec
l'oxyde de fer issu de déloupage, ce qui entraîne une
diminution du point de fusion du matériau réfractaire d'où
une accélération de son usure par érosion.
La présente invention concerne également une
enceinte de traitement sous vide pour la mise en oeuvre du
procédé décrit ci-dessus.

'VO 92!20986 PCT/FR92/00416
L'enceinte 3 est munie dans son anneau intermé-
diaire 5 d'au moins deux tuyères 11, 12 horizontales
permettant le soufflage d'oxygène.
Les tuyères horizontales 11,12 sont régulière
s ment réparties à la périphérie de l'enceinte 3 et sont
ménagées sensiblement au milieu de l'anneau intermédiaire
5, au-dessus du bain de métal à traiter 2.
Dans l'exemple de réalisation représenté,
l'anneau intermédiaire 5 est muni de deux tuyères !I, 12
en vis à vis, diamétralement opposées, disposées à mi
hauteur dudit anneau intermédiaire 5 de l'enceinte 3.

Dessin représentatif