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PERFECTIONNEMENTS APPORTES A LA FABRICATION DE L'ACIER.
La présente invention est relative à des Perfectionné- mente apportes au procède Bessemer.
Alors que l'emploi d'une deuxième scorie pour purifier davantage le métal soufflé n'est pas nouvelle dans la présente invention, nous employons la chaleur de combustion de l'excès de silicium que nous ajoutons avec le fer fondu, ou au fer fon- du. et qui avec le contrôle du phosphore comme décrit diaprés, forme la base de la présente invention.
L'emploi du métal à teneur plus élevée en silicium a pour résultat la production d'une quantité considérablement plus élevée de chaleur au commencement du soufflage puisque la réaction d'oxydation du Si en SiO2 est très exothermique. Le niveau de température est ainsi augmenté pour toute la durée du
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soufflage et suivant 1*présente invention on fait usage de cette chaleur additionnelle pour réaliser un second procédé de raffinage, plus particulièrement la déphosphoration , mais également la désulfuration.
L'invention consiste en un procédé de raffinage de métal Bessemer basique soufflé, lequel procédé consiste à charger dans le convertisseur un fer fondu ne contenant pas moins de 0,5 % de silicium, de préférence entre 0,50 % et 1 %, à ajouter de la matière pour former une scorie basique, à souffler de la chaleur de la manière usuelle, à arrêter le soufflage lorsque le phosphore dans le métal est au-dessus de 0,080 %, à enlever la scorie et à ajouter des substances de déphosphoration.. et/ou désulfuration pour former une deuxième scorie basique, avant un second soufflage de courte durée.
L'invention consiste également en un procédé suivant l'alinéa précédent, dans lequel le fer fondu chargé dans le convertisseur contient moins de 0,70 % de manganèse et plus de 0,50 % de silicium.
L'invention consiste également en un procédé perfeotionné de fabrication d'acier Bessemer, substantiellement comme décrit ci-après.
La chaleur peut être soufflée de la manière usuelle, approximativement 12 à 15 minutes étant requises pour réduire le silicium, le carbone et le phosphore jusqu'aux limites usu- elles, le silicium étant réduit jusqu'à, des traces, le carbone jusqu'à 0,05 ou moins, le phosphore jusqu'entre 0,040 et 0,080%.
De préférence on arrête le soufflage lorsque le phosphore est encore au-dessus de 0,080 % ou autour de 0,100 %. Cela ne fera aucune différence appréciable pour la teneur en silicium et carbone. On enlève alors cette première scorie aussi proprement que possible, en la déversant et si nécessaire en rablant la partie restante. on ajoute alors une quantité supplémentaire de chaux à laquelle d'autres éléments pourront être ajoutés
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pour donner de la fluidité et produire une scorie fluide d'oxyde basique.
De tels ingrédients peuvent consister en l'une ou plusieurs des substances suivantes: spathfluor, oxyde de fer sous forme de rognures de laminage ou minerai de fer, et silice en petites quantités et de préférence sous for- me de sable ou gravier ainsi que, si une nouvelle désulfura -- tion est désirée, des alcalis sous diverses formes, de préfé- rance du carbonate sodique.
Avant d'être jetées dans le conver- tisseur, ces matières peuvent être mélangêes convenablement et séchées, Elles peuvent être préchauffêes si nécessaire pour conserver la température, mais d'ordinaire avec l'emploi d'un fer fondu contenant plus de 0,60 % de silicium il ne sera pas nécessaire de préchauffer le mélange déphosphorant et en aucun cas il n'a été jugé nécessaire de le fondre pourvu que le soufflage soit arrêté'au point de température maximum ou avant que le refroidissement du bain n'ait lieu à cause d'une quan- tité insuffisante de phosphore restant pour compenser l'effet de l'air froid insufflé.
Cela conserve la chaleur jusqu'à un degré tel que les matières ajoutées sont immédiatement fondues, Au contraire on a trouvé que la forte chaleur produite au com- menoement du soufflage par une teneur plus forte de silicium dans le bain fournit un métal surchauffé qui fait fondre rapi- dement ces matières. Le convertisseur est alors mis de nouveau en période de soufflage pour une courte durée de moins de une minute en général, et d'ordinaire de moins de 15 secondes, et pendant ce temps le phosphore sera abaissé jusqu'à des limites très basses.
Par exemple une charge consistant en 52.400 lbs. de métal chaud du mélangeur, et contenant 3,2 %carbone, 0,70 % silicium, 0,44 % Mn, 0,172 % S et 1,98 % P fut soufflée de la manière usuelle dans un convertisseur à revêtement basique, 6000 lbs. de calcaire étant d'abord ajoutés pour former la
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première scorie ; première scorie fut alors enlevée, un échantillon de l'acier à ce moment donnant à l'analyse 0,01 % C, 0,12 % Mn, 0,37% 3 et 0,114 % P. Une deuxième scorie fut alors formée par l'addition de 1000 lbs. de chaux, 225 lbs. de spath fluor, 325 lbs. de rognures de laminoir, et 15 1bs. de gravier.
Après un second soufflage durant 20 secondes, la scorie fut déversèe et l'acier versé dans la poche de coulée, 400 lbs. de ferro-manganèse étant ajoutés dans la poche. un échantillon de l'acier après le second traitement de la scorie et avant le déversement dans la poche donnant à l'analyse 0,02 % C, 0,05 % Mn, 0,038 % S et 0,014 % P.
L'acier total produit était de 21 1/4 tonnes anglaises, donnant à l'analyse 0,04 % Ci des traces de Si, 0,38 % Mn, 0,032 % S et 0,017 % P. 'Entre le mélangeur et le convertisseur, une certaine désulfuration,, peut être effectuée dans la poche de transfert, dans cet exem- ple particulier 560 lbs. de soude étant employés dans ce but et la poche étant laissée au repos pendant 10 minutes avant râblage.
Nous avons trouvé que des soufflages Bessemer basique faits avec du fer contenant entre 0,50 % et 1,0 % Si travail- lent sans aucune difficulté et pratiquement sans éruption, si la teneur en manganèse du fer est tenue en-dessous de 0,70 % et les meilleurs rendements de lingots sont obtenus si le man- ganèse est encore plus bas, par exemple en-dessous de 0,50 %.
Cela évite aussi bien les pertes par "crachements" ainsi que la perte inutile en Mn qui en résulte.
La même méthode peut être appliquée à un convertisseur Bessemer acide en élevant également la teneur en silicium de la fonte fondue suffisamment pour fournir la chaleur absorbée par les matériaux utilisés en formant la deuxième scorie et les pertes de chaleur après le soufflage. De cette manière, on peut employer une fonte dans le convertisseur Bessemer acide
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dépassant comme teneur en phosphore les limites ordinaires fixées pour l'acier Bessemer acide, ou d'autre part un acier
Bessemer peut être fabriqué dans le convertisseur acide usuel endéans des limites de phosphore beaucoup plus basses que celles qui sont maintenant possibles avec le p'rocédé acide.
La durée du second soufflage au de raffinage est tellement courte qu'aucun endommagement sérieux n'est causé: au revête- ment du convertisseur acide par la scorie d'oxyde basique, on doit avoir soin d'enlever aussi complètement que possible la première scorie ou scorie acide avant de charger la matière basique.
Il a été trouvé que la chaux avec ou sans spathfluor est efficace pour dégazéifier le métal, plus particulièrement pour enlever l'azote absorbé pendant le soufflage.
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IMPROVEMENTS IN STEEL MANUFACTURING.
The present invention relates to improvements to the Bessemer process.
While the use of a second slag to further purify the blown metal is not new to the present invention, we do employ the heat of combustion of the excess silicon which we add with the molten iron, or to the iron. - of. and which together with the control of phosphorus as described diaper forms the basis of the present invention.
The use of the higher silicon content metal results in the production of a considerably higher amount of heat at the start of blowing since the oxidation reaction of Si to SiO2 is very exothermic. The temperature level is thus increased for the entire duration of the
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blowing and according to the present invention, use is made of this additional heat to carry out a second refining process, more particularly the dephosphorization, but also the desulfurization.
The invention consists of a process for refining basic blown Bessemer metal, which process comprises charging the converter with molten iron containing not less than 0.5% silicon, preferably between 0.50% and 1%, at adding material to form a basic slag, blowing heat in the usual manner, stopping the blowing when the phosphorus in the metal is above 0.080%, removing the slag and adding dephosphorizing substances. and / or desulfurization to form a second basic slag, before a second short-term blowing.
The invention also consists of a process according to the preceding paragraph, in which the molten iron loaded into the converter contains less than 0.70% manganese and more than 0.50% silicon.
The invention also provides an improved process for fabricating Bessemer steel, substantially as described below.
The heat can be blown in the usual manner, approximately 12 to 15 minutes being required to reduce silicon, carbon and phosphorus to usual limits, silicon being reduced to traces, carbon to. at 0.05 or less, phosphorus to between 0.040 and 0.080%.
Preferably, the blowing is stopped when the phosphorus is still above 0.080% or around 0.100%. It will not make any appreciable difference to the silicon and carbon content. This first slag is then removed as cleanly as possible, pouring it out and if necessary scraping the remaining part. we then add an additional quantity of lime to which other elements can be added
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to provide fluidity and produce a fluid basic oxide slag.
Such ingredients may consist of one or more of the following substances: fluorspar, iron oxide in the form of rolling clippings or iron ore, and silica in small amounts and preferably in the form of sand or gravel as well as, if further desulfurization is desired, alkalis in various forms, preferably sodium carbonate.
Before being thrown into the converter, these materials can be properly mixed and dried. They can be preheated if necessary to maintain the temperature, but usually with the use of a molten iron containing more than 0.60 % of silicon it will not be necessary to preheat the dephosphorizing mixture and in no case has it been deemed necessary to melt it provided that the blowing is stopped at the maximum temperature point or before the cooling of the bath takes place because of an insufficient quantity of phosphorus remaining to compensate for the effect of the cold air blown in.
This retains the heat to such an extent that the added material is immediately melted. On the contrary it has been found that the high heat produced at the start of blowing by a higher silicon content in the bath provides a superheated metal which makes quickly melt these materials. The converter is then put back into the blast period for a short period of less than a minute in general, and usually less than 15 seconds, and during this time the phosphorus will be lowered to very low limits.
For example a load consisting of 52,400 lbs. of hot metal from the mixer, and containing 3.2% carbon, 0.70% silicon, 0.44% Mn, 0.172% S and 1.98% P was blown in the usual manner in a basic coated converter, 6000 lbs . of limestone being first added to form the
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first slag; first slag was then removed, a sample of the steel at this time giving on analysis 0.01% C, 0.12% Mn, 0.37% 3 and 0.114% P. A second slag was then formed by l 'addition of 1000 lbs. of lime, 225 lbs. of fluorspar, 325 lbs. of rolling mill trimmings, and 15 1bs. of gravel.
After a second blow for 20 seconds, the slag was poured out and the steel poured into the ladle, 400 lbs. of ferro-manganese being added in the ladle. a sample of the steel after the second slag treatment and before pouring into the ladle giving on analysis 0.02% C, 0.05% Mn, 0.038% S and 0.014% P.
The total steel produced was 21 1/4 English tons, giving on analysis 0.04% Ci traces of Si, 0.38% Mn, 0.032% S and 0.017% P. 'Between mixer and converter Some desulfurization can be done in the transfer ladle, in this particular example 560 lbs. sodium hydroxide being used for this purpose and the bag being left to stand for 10 minutes before rewiring.
We have found that basic Bessemer blasts made with iron containing between 0.50% and 1.0% Si work without any difficulty and practically without eruption, if the manganese content of the iron is kept below 0, 70% and the best bullion yields are obtained if the manganese is even lower, for example below 0.50%.
This avoids both "spitting" losses as well as the unnecessary loss of Mn which results therefrom.
The same method can be applied to a Bessemer acid converter by also raising the silicon content of the molten iron enough to provide the heat absorbed by the materials used forming the second slag and the heat losses after blowing. In this way, a cast iron can be used in the Bessemer acid converter.
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exceeding as phosphorus content the ordinary limits fixed for acid Bessemer steel, or on the other hand a steel
Bessemer can be made in the usual acid converter within much lower phosphorus limits than are now possible with the acid process.
The duration of the second refining blowing is so short that no serious damage is caused: when coating the acid converter with the basic oxide slag, care must be taken to remove the first slag as completely as possible. or acid slag before charging the basic material.
It has been found that lime with or without fluorspar is effective in degassing metal, more particularly in removing nitrogen absorbed during blowing.