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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'IMPORTATION Procédé perfectionné de fabrication d'acier.
La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'acier suivant lequel la scorie oxydante préalablement fondue est vigoureusement mélangée au métal en fusion, et elle a pour objet principal une méthode perfectionnée pour convertir le métal déphosphoré en acier de toùte autre composition chimique voulue.
Afin d'obtenir un mélange intime approprié de la scorie fondue avec le métal en fusion, on a déjà proposé de verser le métal en fusion dans la scorie ou de laisser couler simultanément la scorie et le métal dans une poche ou dans un four, ou enfin d'introduire le métal et la scorie fondus dans un four en les agitant intensivement par un champ électrique, le métal déphosphoré étant ensuite enlevé de la scorie.
Les détails connus de mise en oeuvre de ce procédé ayant pour objet le dit mélange vigoureux, afin d'obtenir la déphosphoration
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ne font pas clairement ressortir comment le métal déphosphoré est converti en acier de la composition chimique voulue sans transférer le métal déphosphoré dans des appareils coûteux, tels que des fours d'affinage, ou sans que le métal déphosphoré doive subir des opérations peu économiques, telles que refonte, enlèvement de la scorie, etc..
Le but de l'invention est précisément d'éliminer cette difficulté de sorte que de l'acier de toute composition chimique voulue puisse être produit directement du métal déphosphoré, d'une manière simple, efficace et économique, et sans devoir recourir à des appareils coûteux ou à des opérations onéreuses, comme spécifié ci-dessus, voir : refonte, ou enlèvement de la scorie, etc.
On sait que le métal, après déphosphoration, contient une quantité de carbone, de silicium et de manganèse tellement faible que ce métal déphosphoré n'est pas utilisable comme acier usuel après la coulée. De plus, après déphosphoration, le métal est recouvert d'une couche de scorie oxydante fortement basique, contenant un fort pourcentage de phosphore enlevé au métal.
Toute tentative d'introduire à froid, à travers la scorie du carbone, du silicium ou du manganèse ou tous autres éléments d'alliage, requis pour la production d'un acier de composition chimique voulue, est impraticable, à cause, soit de la perte excessive d'éléments d'addition, ou de l'irrégularité de la composition de l'acier, ou de la réduction du phosphore contenu dans la scorie et rentrant dans le métal, à l'encontre du but essentiel envisagé qui est de déphosphorer le métal.
Afin de surmonter la difficulté susmentionnée on chauffe au préalable et suivant l'invention ayant pour objet la méthode de préparer un acier de la composition requise après déphosphoration, les alliages nécessaires à une telle température qu'ils ne s'enrobent d'aucun film de scorie pendant le passage à travers la scorie fondue dans l'acier et sans qu'une réphosphoration ne s'établisse, mais que les alliages entrent en fusion parfaitement homogène. On
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chauffe l'alliage par conséquent au rouge dans un fourneau appro- prié.
Il va de soi que la température de. chauffe des constituants dépend de la nature de ceux-ci. Ainsi, un alliage d'apport à point de fusion très bas ne peut préalablement être chauffé à une température très élevée, tandis qu'un autre alliage d'apport peut sans danger être chauffé au préalable à une température non requise dans le cas d'un alliage à point de fusion faible. On peut cependant dire que les alliages d'apport peuvent être chauffés au préalable à une température peu inférieure à 700 C., mais, comme spécifié plus haut, cette température peut varier avec la nature de l'alliage.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les alliages portés au rouge sont de préférence ajoutés directement après que la réaction de déphosphoration est terminée, les alliages étant transvasés dans la poche de coulée qui contient déjà le métal déphosphoré et la scorie employée pour la déphosphoration.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, une période de temps suffisante est respectée de manière à permettre aux alliages ajoutés de fondre complètement et d'entrer d'une manière homogène dans le métal fondu déphosphoré, avant de commencer à couler l'acier fini dans des moules ou des lingotières.
Le temps permis à l'alliage de fondre d'une manière homogène dépend du point de fusion de cet alliage d'apport ainsi que de la quantité et de la température du métal fondu.
Le but du chauffage préalable du ferro-alliage au rouge, est d'empêcher que de la scorie n'enrobe cet alliage, ce qui donnerait une composition irrégulière de l'acier, et que la réduction du phosphore, savoir le retour de la scorie dans le métal, ce qui serait contraire au but principal initial : la déphosphoration.
Afin que l'invention soit bien comprise et qu'elle puisse aisément être réalisée, on donne ci-dessous les détails et résultats de trois essais pratiques :
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Exemple 1=
EMI4.1
<tb>
<tb> C <SEP> Mn <SEP> S <SEP> P
<tb> Analyse <SEP> du <SEP> métal <SEP> -vauavant <SEP> déphosphoration <SEP> 0,06 <SEP> 0.08 <SEP> 0.029 <SEP> 0.285
<tb> Composition <SEP> requise
<tb> de <SEP> l'acier <SEP> 0.10/.14 <SEP> 0.30/.50 <SEP> 0.060 <SEP> Max. <SEP> 0.050 <SEP> Max.
<tb>
Composition <SEP> de
<tb> l'acier <SEP> obtenu <SEP> 0.11/.12 <SEP> 0.47/.48 <SEP> 0. <SEP> 034 <SEP> 0.048
<tb>
Durée des opérations.
EMI4.2
<tb>
<tb>
Scorie <SEP> versée <SEP> dans <SEP> la <SEP> poche <SEP> ...............10.55 <SEP> à <SEP> 10.56 <SEP> a. <SEP> m.
<tb>
Métal <SEP> versé <SEP> dans <SEP> la <SEP> scorie <SEP> d'une
<tb> hauteur <SEP> de <SEP> 21 <SEP> pieds <SEP> 9 <SEP> pouces <SEP> ..............10.59 <SEP> à <SEP> Il.5 <SEP> a. <SEP> m.
<tb>
Réaction <SEP> complète.......................... <SEP> 11. <SEP> 6 <SEP> a. <SEP> m.
<tb>
Ferro-manganèse <SEP> ajouté, <SEP> au <SEP> rouge
<tb> (température <SEP> environ <SEP> 1000 <SEP> C. <SEP> ) <SEP> 11.7 <SEP> a. <SEP> m.
<tb>
Début <SEP> de <SEP> la <SEP> coulée <SEP> ........................ <SEP> 11.12 <SEP> a. <SEP> m.
<tb>
Par <SEP> conséquent, <SEP> temps <SEP> accordé <SEP> à <SEP> l'alliage
<tb> pour <SEP> se <SEP> dissoudre <SEP> 5 <SEP> minutes.
<tb>
Exemple 2.
EMI4.3
<tb>
<tb>
C <SEP> Mn <SEP> S <SEP> P
<tb> Analyse <SEP> du <SEP> métal
<tb> avant <SEP> déphosphoration <SEP> 0.05 <SEP> 0.03 <SEP> 0.023 <SEP> 0.346
<tb> Composition <SEP> requise
<tb> de <SEP> l'acier <SEP> 0.10/.14 <SEP> 0.30/.50 <SEP> 0.050 <SEP> Max. <SEP> 0.050 <SEP> Max.
<tb>
Composition <SEP> de
<tb> l'acier <SEP> obtenu <SEP> 0.10/.11 <SEP> 0.48/.47 <SEP> 0.023 <SEP> 0.043
<tb>
Durée des opérations.
EMI4.4
<tb>
<tb>
Scorie <SEP> versée <SEP> dans <SEP> la <SEP> poche <SEP> 3. <SEP> 30 <SEP> à <SEP> 3.33 <SEP> p.m.
<tb>
Métal <SEP> versé <SEP> dans <SEP> la <SEP> scorie <SEP> d'une
<tb> hauteur <SEP> de <SEP> 21 <SEP> pieds <SEP> 9 <SEP> pouces <SEP> 3. <SEP> 38 <SEP> à <SEP> 3. <SEP> 43 <SEP> p. <SEP> m.
<tb>
Réaction <SEP> complète <SEP> 3. <SEP> 44 <SEP> p.m.
<tb>
Ferro-manganèse <SEP> ajouté, <SEP> au <SEP> rouge
<tb> (température <SEP> environ <SEP> 9500 <SEP> C. <SEP> ) <SEP> 3. <SEP> 45 <SEP> p.m.
<tb>
Début <SEP> de <SEP> la <SEP> coulée <SEP> ........................ <SEP> 3. <SEP> 50 <SEP> p.m.
<tb>
Par <SEP> conséquent, <SEP> temps <SEP> accordé <SEP> à <SEP> l'alliage
<tb> pour <SEP> se <SEP> dissoudre <SEP> 5 <SEP> minutes.
<tb>
<Desc/Clms Page number 5>
Exemple 3. -
EMI5.1
<tb>
<tb> C <SEP> Mn <SEP> S <SEP> P
<tb> Analyse <SEP> du <SEP> métal
<tb> avant <SEP> déphosphoration <SEP> 0.11 <SEP> 0.05 <SEP> 0.031 <SEP> 0.282
<tb> Composition <SEP> requise
<tb> de <SEP> l'acier <SEP> 0.10 <SEP> Max. <SEP> 0.30/.45 <SEP> Max. <SEP> 0. <SEP> 050 <SEP> Max. <SEP> 0.050Max
<tb> Composition <SEP> de <SEP> l'acier
<tb> obtenu <SEP> 0. <SEP> 07 <SEP> 0. <SEP> 38/.41 <SEP> 0. <SEP> 041 <SEP> 0. <SEP> 035
<tb>
Durée des opérations.
EMI5.2
<tb>
<tb> Scorie <SEP> versée <SEP> dans <SEP> la <SEP> poche <SEP> 8.40 <SEP> à <SEP> 8.42 <SEP> a.m.
<tb>
Métal <SEP> versé. <SEP> dans <SEP> la <SEP> sebrie <SEP> d'une
<tb> hauteur <SEP> de <SEP> 22 <SEP> pieds <SEP> 6 <SEP> pouces <SEP> ................ <SEP> 8. <SEP> 46 <SEP> à <SEP> 8. <SEP> 51 <SEP> a.m.
<tb> Réaction <SEP> complète <SEP> ........................... <SEP> 8. <SEP> 53 <SEP> a.m.
<tb>
Ferro-manganèse <SEP> ajouté, <SEP> au <SEP> rouge
<tb> (température <SEP> environ <SEP> 900 <SEP> C. <SEP> ) <SEP> ............... <SEP> 8.54 <SEP> a.m.
<tb> Début <SEP> de <SEP> la <SEP> coulée <SEP> 9.00 <SEP> a. <SEP> m.
<tb>
Par <SEP> conséquent, <SEP> temps <SEP> accordé <SEP> à <SEP> l'alliage
<tb> pour <SEP> se <SEP> dissoudre <SEP> ........................... <SEP> 6 <SEP> minutes.
<tb>
Il résulte donc des essais expérimentaux énumérés qué l'alliage d'apport c'est-à-dire le ferro-manganèse ne fut ajouté qu'une minute après que la réaction de déphosphoration s'est calmée et que la durée de la coulée de la fonte n'exigeait que 5 à 6 minutes.
Le procédé conforme à.l'invention permet d'obtenir des résultats réguliers et continus, de manière à permettre de produire à répétition un acier de la composition chimique voulue sans'devoir avoir recours à des appareils coûteux spécifiés précédemment.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of an IMPORT PATENT APPLICATION Improved steel fabrication process.
The present invention relates to a process for the manufacture of steel in which the oxidizing slag previously melted is vigorously mixed with the molten metal, and its main object is an improved method for converting the dephosphorus metal into steel of any other desired chemical composition. .
In order to obtain a suitable intimate mixture of the molten slag with the molten metal, it has already been proposed to pour the molten metal into the slag or to allow the slag and the metal to flow simultaneously in a ladle or in a furnace, or finally to introduce the molten metal and the slag into a furnace by agitating them intensively by an electric field, the dephosphorus metal then being removed from the slag.
The known details of implementation of this process having for object the said vigorous mixture, in order to obtain the dephosphorization
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do not clearly show how the dephosphorus metal is converted to steel of the desired chemical composition without transferring the dephosphorus metal to expensive equipment, such as refining furnaces, or without the dephosphorus metal having to undergo uneconomical operations, such as than remelting, slag removal, etc.
The object of the invention is precisely to eliminate this difficulty so that steel of any desired chemical composition can be produced directly from the dephosphorus metal, in a simple, efficient and economical manner, and without having to resort to apparatus. expensive or expensive operations, as specified above, see: remelting, or slag removal, etc.
It is known that the metal, after dephosphorization, contains a quantity of carbon, silicon and manganese so low that this dephosphorus metal cannot be used as usual steel after casting. In addition, after dephosphorization, the metal is covered with a layer of strongly basic oxidizing slag, containing a high percentage of phosphorus removed from the metal.
Any attempt to introduce cold, through the slag carbon, silicon or manganese or any other alloying elements required for the production of a steel of the desired chemical composition is impracticable, either because of the excessive loss of additive elements, or the irregularity of the composition of the steel, or the reduction of the phosphorus contained in the slag and re-entering the metal, contrary to the essential intended purpose of dephosphorization metal.
In order to overcome the aforementioned difficulty, the necessary alloys are heated beforehand and according to the invention having for object the method of preparing a steel of the required composition after dephosphorization, the alloys required at such a temperature that they are not coated with any film of slag during the passage through the molten slag in the steel and without a rephosphorization taking place, but the alloys melt perfectly homogeneously. We
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therefore heats the alloy red in a suitable furnace.
It goes without saying that the temperature of. heating of the constituents depends on the nature of these. Thus, a filler alloy with a very low melting point cannot be heated beforehand to a very high temperature, while another filler alloy can safely be heated beforehand to a temperature not required in the case of a low melting point alloy. It can however be said that the filler alloys can be heated beforehand to a temperature just below 700 ° C., but, as specified above, this temperature can vary with the nature of the alloy.
According to another characteristic of the invention, the alloys brought to red are preferably added directly after the dephosphorization reaction is complete, the alloys being transferred to the ladle which already contains the dephosphorus metal and the slag used for the dephosphorization. .
According to another characteristic of the invention, a sufficient period of time is observed so as to allow the alloys added to melt completely and to enter in a homogeneous manner in the dephosphorus molten metal, before starting to cast the finished steel. in molds or ingots.
The time allowed for the alloy to melt in a homogeneous manner depends on the melting point of this filler alloy as well as on the quantity and temperature of the molten metal.
The purpose of the preliminary heating of the ferroalloy to red is to prevent slag from coating this alloy, which would give an irregular composition of the steel, and that the reduction of phosphorus, namely the return of the slag in the metal, which would be contrary to the initial main goal: dephosphorization.
In order for the invention to be fully understood and to be able to be carried out easily, the details and results of three practical tests are given below:
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Example 1 =
EMI4.1
<tb>
<tb> C <SEP> Mn <SEP> S <SEP> P
<tb> Analysis <SEP> of the <SEP> metal <SEP> -before <SEP> dephosphorization <SEP> 0.06 <SEP> 0.08 <SEP> 0.029 <SEP> 0.285
<tb> Composition <SEP> required
<tb> of <SEP> steel <SEP> 0.10 / .14 <SEP> 0.30 / .50 <SEP> 0.060 <SEP> Max. <SEP> 0.050 <SEP> Max.
<tb>
Composition <SEP> of
<tb> steel <SEP> obtained <SEP> 0.11 / .12 <SEP> 0.47 / .48 <SEP> 0. <SEP> 034 <SEP> 0.048
<tb>
Duration of operations.
EMI4.2
<tb>
<tb>
<SEP> slag poured <SEP> into <SEP> the <SEP> pocket <SEP> ............... 10.55 <SEP> to <SEP> 10.56 <SEP> a. <SEP> m.
<tb>
Metal <SEP> poured <SEP> into <SEP> the <SEP> slag <SEP> of a
<tb> height <SEP> of <SEP> 21 <SEP> feet <SEP> 9 <SEP> inches <SEP> .............. 10.59 <SEP> to <SEP> It .5 <SEP> a. <SEP> m.
<tb>
Complete <SEP> reaction .......................... <SEP> 11. <SEP> 6 <SEP> a. <SEP> m.
<tb>
Ferro-manganese <SEP> added, <SEP> to red <SEP>
<tb> (temperature <SEP> approximately <SEP> 1000 <SEP> C. <SEP>) <SEP> 11.7 <SEP> a. <SEP> m.
<tb>
Start <SEP> of <SEP> the <SEP> casting <SEP> ........................ <SEP> 11.12 <SEP> a. <SEP> m.
<tb>
By <SEP> therefore, <SEP> time <SEP> granted <SEP> to <SEP> the alloy
<tb> for <SEP> to <SEP> dissolve <SEP> 5 <SEP> minutes.
<tb>
Example 2.
EMI4.3
<tb>
<tb>
C <SEP> Mn <SEP> S <SEP> P
<tb> Analysis <SEP> of the <SEP> metal
<tb> before <SEP> dephosphorization <SEP> 0.05 <SEP> 0.03 <SEP> 0.023 <SEP> 0.346
<tb> Composition <SEP> required
<tb> of <SEP> steel <SEP> 0.10 / .14 <SEP> 0.30 / .50 <SEP> 0.050 <SEP> Max. <SEP> 0.050 <SEP> Max.
<tb>
Composition <SEP> of
<tb> steel <SEP> obtained <SEP> 0.10 / .11 <SEP> 0.48 / .47 <SEP> 0.023 <SEP> 0.043
<tb>
Duration of operations.
EMI4.4
<tb>
<tb>
Slag <SEP> poured <SEP> into <SEP> the <SEP> pocket <SEP> 3. <SEP> 30 <SEP> to <SEP> 3.33 <SEP> p.m.
<tb>
Metal <SEP> poured <SEP> into <SEP> the <SEP> slag <SEP> of a
<tb> height <SEP> of <SEP> 21 <SEP> feet <SEP> 9 <SEP> inches <SEP> 3. <SEP> 38 <SEP> to <SEP> 3. <SEP> 43 <SEP> p . <SEP> m.
<tb>
Complete <SEP> reaction <SEP> 3. <SEP> 44 <SEP> p.m.
<tb>
Ferro-manganese <SEP> added, <SEP> to red <SEP>
<tb> (temperature <SEP> approximately <SEP> 9500 <SEP> C. <SEP>) <SEP> 3. <SEP> 45 <SEP> p.m.
<tb>
Start <SEP> of <SEP> the <SEP> casting <SEP> ........................ <SEP> 3. <SEP> 50 < SEP> pm
<tb>
By <SEP> therefore, <SEP> time <SEP> granted <SEP> to <SEP> the alloy
<tb> for <SEP> to <SEP> dissolve <SEP> 5 <SEP> minutes.
<tb>
<Desc / Clms Page number 5>
Example 3. -
EMI5.1
<tb>
<tb> C <SEP> Mn <SEP> S <SEP> P
<tb> Analysis <SEP> of the <SEP> metal
<tb> before <SEP> dephosphorization <SEP> 0.11 <SEP> 0.05 <SEP> 0.031 <SEP> 0.282
<tb> Composition <SEP> required
<tb> of <SEP> steel <SEP> 0.10 <SEP> Max. <SEP> 0.30 / .45 <SEP> Max. <SEP> 0. <SEP> 050 <SEP> Max. <SEP> 0.050Max
<tb> Composition <SEP> of <SEP> steel
<tb> obtained <SEP> 0. <SEP> 07 <SEP> 0. <SEP> 38 / .41 <SEP> 0. <SEP> 041 <SEP> 0. <SEP> 035
<tb>
Duration of operations.
EMI5.2
<tb>
<tb> Slag <SEP> poured <SEP> in <SEP> the <SEP> pocket <SEP> 8.40 <SEP> to <SEP> 8.42 <SEP> a.m.
<tb>
Metal <SEP> poured. <SEP> in <SEP> the <SEP> sebrie <SEP> of a
<tb> height <SEP> of <SEP> 22 <SEP> feet <SEP> 6 <SEP> inches <SEP> ................ <SEP> 8. <SEP > 46 <SEP> to <SEP> 8. <SEP> 51 <SEP> am
<tb> Complete <SEP> reaction <SEP> ........................... <SEP> 8. <SEP> 53 <SEP> am
<tb>
Ferro-manganese <SEP> added, <SEP> to red <SEP>
<tb> (temperature <SEP> approximately <SEP> 900 <SEP> C. <SEP>) <SEP> ............... <SEP> 8.54 <SEP> a.m.
<tb> Start <SEP> of <SEP> the <SEP> pouring <SEP> 9.00 <SEP> a. <SEP> m.
<tb>
By <SEP> therefore, <SEP> time <SEP> granted <SEP> to <SEP> the alloy
<tb> for <SEP> to <SEP> dissolve <SEP> ........................... <SEP> 6 <SEP> minutes .
<tb>
It therefore results from the experimental tests listed that the filler alloy, that is to say the ferro-manganese, was not added until a minute after the dephosphorization reaction calmed down and the duration of the casting of melting required only 5 to 6 minutes.
The process according to the invention makes it possible to obtain regular and continuous results, so as to make it possible to repeatedly produce a steel of the desired chemical composition without having to resort to expensive apparatus specified above.
CLAIMS.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.