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" Procédé.d'obtention au convertisseur Thomas d'aciers à basses teneurs en phosphore et en oxygène." Demande de brevet français en sa faveur du 25 Février 1938.
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L'amélioration des aciers calmés ou semi calmés à partir du convertisseur basique comporte., d'une part, la déphosphoration et éventuellement la désulfuration, et;, d'autre part, la désoxydation.
Une déphosphoration poussée et éventuellement une désulfuration peuvent être obtenues dans la cornue, 'selon la méthode usuelle, .par.un sursouf.,flage succédant à la décarburation ou, de préférence suivant l'un des procédés décrits dans les brevets belges de la Société demanderesse N 389.578 du 1er juillet 1932
N 401.398 du 9 février 1934
N 408.198 du 1er mars 1935
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en opérant-un décrassage aussi parfait que possible du premier laitier et le chargement d'un laitier basique, oxydant ou non, préalablement fondu, suivi d'un court soufflage. Mais quel que soit le procédé employé, on obtient ainsi un acier trôs oxydé, contenant environ 0,05 % d'oxygène et souvent davantage.
L'expérience prouve qu'il est pratiquement impos sible d'obtenir une bonne élimination de ltoxygène sous toutes ses formes, en vue notamment de couler dos aciers calmés et contenant peu d'inclusions, si les additions toujours nécessaires de manganèse, sous une forme quelcon- que (ferro-manganèse ou spiegel par exemple) sont faites dans la poche de coulée. On obtient de bien meilleurs ré- sultats si le manganèse est ajouté dans la cornue Thomas elle-même. Mais si l'on procède ainsi, on constate une rephosphoration appréciable de l'acier : le manganèse de ltaddition réagit en effet sur l'acide phosphorique conte- nu dans le laitier et libère du phosphore qui so trouve réintégré -dans le bain d'acier.
Il y a donc jusqu'ici une opposition entre l'obtention au convertisseur Thomas, sans procédé Duplex, d'une déphosphoration poussée de l'acier et l'abaissement de la teneur en oxygène à une valeur relativement faible.
La présente invention a pour objet un procédé qui supprime cette opposition et permet l'élaboration d'a- ciers ayant à la fois une basse teneur en phosphore et une teneur en oxygène pouvant descendre jusqu'à une valeur re- lativement basse. Ce procédé consiste essentiellement à introduire le manganèse dans le métal, par exemple sous forme de ferro-alliage, après, l'opération de déphosphoration, en @
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présence d'une quantité telle de laitier dans la cornue et d'une quantité telle d'oxyde de manganèse (entrant préala- ¯ blement dans la composition du laitier ou ajoutée à ce der- nier) que la relation
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¯¯¯MhO¯¯¯¯¯ - K Mn (Fe0)x ( Mn) - 1 dans laquelle (MnO) désigne la teneur finale du laitier en oxyde de manganèse (FeO) la 'teneur finale du laitier en FeO,
(Mn) la teneur finale du bain en manganèse et KMn la constante du manga- nèse en milieu basique, soit sensiblement satisfaite.
L'expérience montre que, dans ces conditions, l'action réductrice du manganèse sur l'acide phosphoriqua est considérablement réduite ou même supprimée.
On savait déjà, il ost vrai, que, dans un convertisseur ou dans un four, il est possible, par une introduction d'oxyde de manganèse dans le laitier, d'éviter les pertes de manganèse et même de provoquer une réintégration de manganôse dans le métal. Mais on n'avait jamais mis en évidence ce fait surprenant que, dans une cornue Thomas, l'adjonction d'une quantité suffisante d'oxyde de manganèse au laitier d'un bain d'acier ne contenant plus que des traces de phosphore, empêcherait la rephosphoration du métal due à l'action du manganèse .
La mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention peut donner lieu à diverses variantes, notamment selon certaines conditions locales telles ; en particulier, que la température plus ou moins élevée du métal contenu dans la cornue Thomas, les possibilités matérielles d'un décrassage plus ou moins parfait dans la cornue, etc.
Il conviendra,. en général, et pour des raisons purement
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économiques, que la quantité de laitier en présence duquel se trouve l'acier enrichi en manganèse, soit réduite au minimum, l'essentiol étant que la teneur en oxyde de manga- nèse de ce laitier soit suffisante pour annihiler pratique- ment la capacité de réduction du manganèse vis-à-vis de
P2O5 . On peut procéder, par exemple, de l'une des manières suivantes t a) Après un sursoufflage très poussé, on élimine la plus grande partie du laitier Thomas et l'on ajoute au métal et au laitier résiduel les quantités nécessaires de manganèse et d'oxyde de manganèse pour répondre aux condi- tions d'équilibre sus-définies.
On effectue ensuite éven- tuellement un soufflage très court et l'on coule le métal, b) Après le soufflage ordinaire, on élimine la presque totalité du laitier et l'on y substitue un laitier solide ou fondu contenant la quantité voulue d'oxyde de manganèse, ou des éléments de laitier propres à donner lieu à un laitier ayant une proportion de MnO suffisante (par exemple de la chaux et un minerai de manganèse).
On effec- tue ensuite un soufflage de quelques instants, puis l'ad- dition d'alliages contenant du manganèse et l'on coule. c) On procède aux marnes opérations que celles indiquées au paragraphe b) ci-dessus, mais en effectuant'le soufflage supplémentaire après l'addition de manganèse. d) Après un soufflage ordinaire, on procède au décrassage et au chargement d'un laitier frais ou d'éléments de laitiers, solides ou fondus, puis à un soufflage de quelques instants. On introduit ensuite les quantités vou- lues de manganèse dans le métal et d'oxyde de manganèse dans le laitier, après avoir éventuellement éliminé une @
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partie de eluici, et l'on opère la coulée.
Dans tous les cas, on peut, si on le désire, pra- tiquer sur l'acier obtenu par le procédé de l'invention un complément de désoxydation par tous moyens connus, et en particulier par les procédés décrits dans les brevets belges de la Société demanderesse n 589.578 du 1er juillet 1932 n 401.398 du 9 février 1934 n 408.198 du 1er mars 1935 comportant un brassage violent du métal avec un laitier acide et très fluide pauvre en oxyde de fer: On obtient ainsi un acier à très basse teneur en phosphore et à très basse teneur en oxygène .
Voici un exemple non limitatif de réalisation de l'invention :
Une fonte Thomas ayant la composition suivante :
C ........ 3,5
Si........ 0,45
Mn........ I Ph........ 2 est soufflée dans un convertisseur basique, jusqu'à abais- sement de la teneur en phosphore à 0,045%.
On élimine la presque totalité du laitier formé.
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On ajoute 150 Kgs environ de CaO et 150 Kgs d'un minerai de manganèse titrant 48 % de'Mn. On effectue un soufflage supplémentaire de 30 secondes environ. A la fin de ce soufflage, on introduit 0,5 % de Mn dans le bain sous forme de spiegel liquide. La teneur on phosphore du métal est à ce moment de 0,018 %.
On coule violemment le métal dans un laitier a- cide très fluide et pauvre on oxyde de fer en maintenant le laitier basique dans la cornue.
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Le métal final obtenu après désoxydation par le laitier acido titre 0,020 % de phosphore. La rephosphoration a donc été pratiquement négligeable.
REVENDICATIONS
1, Procédé d'obtention au convertisseur Thomas d'aciers à basses teneurs en phosphore et en'oxygène, caractérisé en ce que l'addition de manganèse que l'on effectue de façon connue, après l'opération de déphosphoration, est faite dans la cornue Thomas, en présence d'une quantité de laitier et d'une quantité d'oxyde de manganèse (entrant préalablement dans la composition du laitier ou ajouté ce dernier) suffisantes pour que la capacité de réduction du manganèse vis-à-vis de l'acide phosphorique soit pratiquement annihilée et que l'on procède ensuite éventuellement, en dehors de la cornue, à une désoxydation complémentaire du métal par un procédé quelconque, par exemple, par brassage violent avec un laitier acide, fluide et pauvre en oxyde de fer.