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"Perfectionnementsàla fabrication des fers et de. ac@ers au convertisseur basique Thomas"
On sait que.0 dans le procédé de fabrication des fers et aciers au convertisseur Thomas (procédé qui consiste essentielle- ment à charger de la chaux puisde la fonte liquide dans un con- vertisseur à revêtement basique,puis à souffler de l'air pour oxyder le silicium, le manganèse, le carbone et le phosphore de la fonte), la'durée du soufflage augmente avec la teneur de la fonte en silicium, et, avec les fontestrop silicieuses on cons- tate les inconvénients ci-après ;
1 - l'acier devient trop chaude
2 - la déphosphoration se fait mal;
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3 - la production horaire d'acier diminue;
4 - les fonds et le revêtement du couver tisseur s'usent davantage par suite de la longueur de l'opération, de. la grande chaleur et de la forte quantité de silice produite;
5 - il y a une plus grande quantité de scories plus ferrugineuses et moins phosphoreuses ;
6 - il y a augmentation de la perte de fer : par les fumées, par les protections et par les scories.
@ On a déjà cherché à remédier à ces inconvénients mais sans résultats satisfaisants, en introduisant dans le conver- tisseur des scraps d'acier.
On a essayé également d'ajouter dans le convertisseur un mélange de chaux et d'oxydes de fer, notamment d'oxydes de fer riches tels que les battitures de laminoirs. Mais ce mélange était chargé pendant la période de soufflage ou bien avant soufflage et l'on procédait alors à un décrassage inter- médiaire de la scorie après la période de combustion du sili- cium. Ces différents procédés n'ont pas donné, dans la pratique, les résultats attendus.
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On a eu alors l'idée, conformément à la présente inven- tion, de mettre dans le convertisseur, après le chargement de la chaux mais avant l'introduction de la fonte liquide, et avant le commencement du soufflage, des oxydes de fer peu siliceux et facilement fusibles, en, petits éléments.
En somme la suite des opérations conformes à l'invention est : 1 ) intro- i duction de la chaux; 2 ) introduction de toute la battiture de laminoirs en une seule fois, après la chaux, sans la mélanger
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avec elle; 3 ) introduction de toute la fonte liquide Thomas en une seule fois. corme oxyde de fer on emploiera de préférence des batti- tures de laminoirs qui sont, comme on le sait, à base d'oxyde de fer magnétique (Fe304)o
En procédant ainsi, c'est-à-dire, en introduisant les oxydes de fer après la chaux (et non en mélange avec cette dernière) et avant la fonte liquide, on obtient les résultats ci-après :
Les oxydes de fer introduits après la chaux, froide et inerte, ne donnent pas, avec elle, de réaction appréciable,
Lorsque l'on verse alors la fonte liquide sur ces oxydes de fer en petite éléments et facilement fusibles, ces derniers sont mis en fusion et réagissent de suite sur une partie du silicium de la fonte qu'ils brûlent à l'état de SiO2 en donnant naissance à une scorie ferrugineuse. Puis l'on relève le convertisseur et l'on commence le soufflage. La fonte employée a de préférence une teneur en silicium infé- rieure à 1 %.
Le silicium de la fonte, au lieu d'attaquer, le garnis- sage basique (dolomitique) du convertisseur qui est à température relativement élevée, attaque le fer des oxydes de fer en petits éléments. On réduit ainsi l'usure du garnissage du convertisseur.
De plus une notable portion du silicium de la fonte se trouvant oxydée par la réaction des oxydes de fer sur la fonte, la durée du soufflage peut être réduite et la rapidité des opérations accrue en proportion.
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Enfin, pour une même opération au convertisseur Thomas basique, il ne se forme qu'une seule scorie, et cette unique scorie n'est 'décrassée qu'en une,seule fois. On' n'a donc à procéder à aucun décrassage intermédiaire de la scorie en fin de combustion du silicium.
Il y a lieu de remarquer que, pendant la première partie de l'opération (oxydation du silicium de la fonte par les oxydes de fer et le vent) il ne se forme pas de ferrite de chaux dû à la réaction de ces oxydes sur la chaux à cause de l'infusibilité de cette dernière.
Comme on l'a indiqué plus haut, il y aura intérêt à utiliser comme oxydes de fer des battitures de laminoirs, produit convenable pour le but proposé et qui contient 65% environ de fer pur à l'état de Fe3O4 et peu de silice. Ce produit se présente sous forme de petites paillettes et il est facilement fusible aux températures initiales des opérations Thomas.
On'pourra avoir intérêt à introduire dans le convertis- seur assez d'oxydes de fer pour oxyder non seulement le silicium de la fonte mais encore une partie du carbone et du phosphore ainsi que pour apporter une partie.des oxydes de fer qui resteront dans la scorie finale.
Il y a lieu de remarquer que l'échauffement produit par l'oxydation du silicium de la fonte est moindre, du fait de la réduction des oxydes de fer ajoutés (et qui exige un certain nombre de calories), que dans le procédé de marche actuel du convertisseur Thomas basique, car, il y a suppression de la chaleur produite par l'oxydation d'une partie du fer de la charge. L'em-
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ploi des oxydes de fer (battitures ou autres) élimine donc, dans une grande mesure, les variations de températures dûes aux varia- tions de la teneur en silicium de la fonte liquide introduite.
Comme on peut le constater, l'introduction d'oxydes de fer (battitures par exemple) dans le convertisseur, après la chaux et avant la fonte liquide, permet de diminuer la durée du soufflage propre ent dit du convertisseur, en raison surtout de la réduction du temps nécessaire à l'oxydation du silicium; dès le début du soufflage en effet il se trouve, dans le convertis- seur, une certaine quantité d'oxygène due à la présence des batti- tures, ce qui diminue la quantité d'air nécessaire pour l'oxydation totale du silicium. D'après des expériences faites avec des con- vertisseurs chargeant 25 tonnes de fonte liquide, la durée totale du soufflage effectif peut être diminuée de 2 à 3 minutes, avec des fontes à 0,50 pour cent de silicium. La production horaire de l'acier se trouve donc augmentée pour un matériel donné.
La qualité générale de l'acier produit se trouve aussi augmentée grâce à la plus grande uniformité réalisée dans les conditions de marche du convertisseur pour des fontes de teneurs différentes en silicium.
Ce procédé permet 'Aussi d'augmenter le rendement final de l'opération en acier, du fait de l'apport du fer des oxydes de fer chargés dans le convertisseur, ainsi que du fait de la diminution des pertes de fer par les fumées et les projections.
D'après des expériences faites on peut augmenter de 1 à 3 % le rendement final en matières métalliqueso
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"Improvements in the manufacture of irons and. Ac @ ers to the basic converter Thomas"
It is known that 0 in the manufacturing process of irons and steels with the Thomas converter (process which consists essentially in charging lime then liquid iron in a converter with basic coating, then in blowing air to oxidizing the silicon, manganese, carbon and phosphorus of the cast iron), the duration of the blowing increases with the silicon content of the cast iron, and, with too siliceous fonts, the following drawbacks are noted;
1 - the steel gets too hot
2 - the dephosphorization hurts;
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3 - hourly steel production decreases;
4 - the funds and the covering of the hatch weaver wear more due to the length of the operation, of. the high heat and the high amount of silica produced;
5 - there is a greater quantity of more ferruginous and less phosphorous slag;
6 - there is an increase in the loss of iron: by the fumes, by the protections and by the slag.
@ An attempt has already been made to remedy these drawbacks, but without satisfactory results, by introducing steel scraps into the converter.
An attempt has also been made to add a mixture of lime and iron oxides to the converter, in particular rich iron oxides such as rolling mill scale. However, this mixture was charged during the blowing period or else before the blowing, and an intermediate slag scouring was then carried out after the period of combustion of the silicon. These different processes have not given the expected results in practice.
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The idea was then, in accordance with the present invention, of placing in the converter, after loading the lime but before the introduction of liquid iron, and before the start of blowing, little iron oxides. siliceous and easily fusible into small parts.
In short, the sequence of operations in accordance with the invention is: 1) introduction of lime; 2) introduction of all the rolling mill scale in one go, after the lime, without mixing it
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with her; 3) introduction of all Thomas liquid iron in one go. As iron oxide, preference will be given to using rolling mill flats which are, as is known, based on magnetic iron oxide (Fe304) o
By proceeding in this way, that is to say, by introducing the iron oxides after the lime (and not mixed with the latter) and before the liquid cast iron, the following results are obtained:
The iron oxides introduced after lime, cold and inert, do not give any appreciable reaction with it,
When liquid cast iron is then poured onto these iron oxides in small and easily fusible elements, the latter are melted and react immediately on part of the silicon of the cast iron which they burn in the state of SiO2 in giving rise to a ferruginous slag. Then the converter is raised and the blowing begins. The cast iron employed preferably has a silicon content of less than 1%.
The silicon in the cast iron, instead of attacking the basic (dolomitic) packing of the converter which is at relatively high temperature, attacks the iron in the iron oxides into small elements. This reduces the wear of the converter lining.
In addition, since a significant portion of the silicon in the cast iron is oxidized by the reaction of iron oxides on the cast iron, the duration of blowing can be reduced and the speed of operations increased in proportion.
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Finally, for the same operation with the basic Thomas converter, only one slag is formed, and this single slag is' scoured only once, only once. There is therefore no need to carry out any intermediate scouring of the slag at the end of combustion of the silicon.
It should be noted that during the first part of the operation (oxidation of the silicon in the cast iron by iron oxides and the wind) no lime ferrite is formed due to the reaction of these oxides on the lime because of the infusibility of the latter.
As indicated above, it will be advantageous to use as iron oxides rolling mill scale, a product suitable for the proposed purpose and which contains about 65% pure iron in the state of Fe3O4 and little silica. This product is in the form of small flakes and is easily meltable at the initial temperatures of Thomas operations.
It may be of interest to introduce into the converter enough iron oxides to oxidize not only the silicon of the cast iron but also a part of the carbon and phosphorus as well as to supply a part of the iron oxides which will remain in the iron. the final slag.
It should be noted that the heating produced by the oxidation of the silicon of the cast iron is less, due to the reduction of the iron oxides added (and which requires a certain number of calories), than in the running process. current of the basic Thomas converter, because there is removal of the heat produced by the oxidation of part of the iron in the load. The em-
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The use of iron oxides (scale or other) therefore eliminates, to a large extent, the temperature variations due to variations in the silicon content of the liquid iron introduced.
As can be seen, the introduction of iron oxides (scale for example) into the converter, after lime and before liquid iron, makes it possible to reduce the duration of the blowing itself known as the converter, mainly because of the reduction of the time required for the oxidation of silicon; from the start of the blowing, in fact, a certain quantity of oxygen is found in the converter, due to the presence of the flakes, which reduces the quantity of air necessary for the total oxidation of the silicon. Based on experiments with converters loading 25 tonnes of liquid iron, the total effective blowing time can be reduced from 2 to 3 minutes with 0.50 percent silicon cast iron. The hourly production of steel is therefore increased for a given material.
The general quality of the steel produced is also increased thanks to the greater uniformity achieved in the operating conditions of the converter for cast iron with different silicon contents.
This process also makes it possible to increase the final efficiency of the steel operation, due to the input of iron from the iron oxides charged into the converter, as well as due to the reduction in iron losses by the fumes and projections.
From experiments carried out, the final yield of metallic materials can be increased by 1 to 3%.