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"Procédé d'obtention d'aciers présentant une grande propreté micrographique".
Des études métallurgiques récentes ont mis en évidence l'influence considérable qu'ont sur les propriétés des aciers, en général, des quantités relativement très petites d'aluminium présentes dans l'acier, et que de faibles variations de ces teneurs suffisent pour modifia profondément nombre de propriétés de l'acier, telles que grosseur de grain à l'essai Mac Quaid Ehn, normalité, profondeur de trempe, aptitude à la surchauffe, propriétés mécaniques, etc. Il a été montré, en particulier, que des additions substantielles d'aluminium dans l'acier permettent
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d'obtenir,sans avoir recours à des additions coûteuses comme le vanadium par exemple, des aciers à grain fin, très avantageux pour de nombreux usages.
Si l'aluminium est ajouté dans la poche ou la lingotière, il faut alors @ avoir recours, selon les auteurs, à des additions d'alumi- nium allant de 0,025 à 0,050 %'et même quelquefois davan- tage. Mais il est reconnu en général,'par les auteurs, que ces additions ont des effets défavorables sur la propreté micrographiques de l'acier et qu'en tous cas, pour éviter ces effets, il est nécessaire de pousser la désoxydation à un degré très élevé, sans que d'ailleurs soit précisé com- ment ce résultat peut être obtenu. Les additions d'aluminium tendent aussi à augmenter le nombre et l'importance des dé- fauts internes do l'acier apparaissant à l'usinage sous forme de lignes capillaires (dé,signées en anglais sous le nom de "hair lines").
Ces additions tendent également à provoquer la formation de groupes d'inclusions appelée "grappes d'alumine" (en anglais "alumina clusters" ou "alumina stringers" et en allemand "Tonerdeschleiern") très défavorable à l'aspect micrographique de l'acier.
Par ailleurs, on a déjà étudié des laitiers à base d'alumine,de chaux de silice, et de coke en vue de recher- cher l'effet de tels laitiers sur la déphosphoration, la désulfuration et la désoxydation de l'acier.
Les résultats de ces travaux avaient amené aux conclusions suivantes :
1) Il est possible, en faisant agir sur l'acier do tels laitiers d'obtenir une désulfuration et même une désoxydation, en opérant comme il est de pratique usuelle au four électrique basique avec des laitiers purement
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calcaires, à savoir en chargeant sur le bain un laition composé d'Al2O3, CaO, SiO2 et coko en formant ainsi ur. la± tier carburé que l'on laisse agir pendant une durée assez longue. Un tel procédé ne fait que répéter, avec un laitier chargé en alumine, la technique bien connue do la désoda- tion et désulfuration par laitier carburé au four électrique.
Il ne donne aucun avantage spécial par rapport à cette tochnique; il en a les mêmes inconvénients : durée, carburation progressive du métal, rendant la précision d'analyse en carbone plus difficile à obtenir, très grande difficulté @'ap- plication aux aciers extra-doux. Il présente, par contre, par rapport aux laitiers carbures de graves inconvénients : attaque plus grande du revêtement par des laitiers qui sont corrosifs vis-à-.vis de celui-ci et, d'autre part, augmenta- tion importante du prix des matières premières, donc d'' l'opération, qui n'est compensée ni par un avantage tochnique, ni par une économie due à un raccourcissement de l'opération.
2) Un tol procédé nécessite la présence d'une atmosphère réductrice et une température élevée ne pouvant pratiquement être attointe, pour l'élaboration de l'acier, que dans les fours électriques. Co procédé est donc pratiquement limité au four électrique, comme du reste les procédés usuels faisant appel aux laitiers basiques "blancs" ou "carburés".
3) Les laitiers alumineux utilisés dans ces expérien- ces s'épaississaient au fur et à mesure de la formation des carbures. Leur fluidité diminuait donc au fur et à mesure que leur efficacité augmentait.. Conformément à la présente invention la demanderesse
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a découvert un procédé permettant d'obtenir, régulièrement et dans des conditions remarquablement simples, des aciers pré- sentant une extrême propreté micrographique, quelle que soit leur finesse de grain et même s'ils reçoivent ultérieurement au four, en poche ou en lingotière, des additions relative- ment importantes d'aluminium (jusqu'à 0,020 %, 0,030 % ou plus).
Un tel résultat est en outre obtenu aussi bien sur des aciers doux que sur des aciers mi-durs ou durs, quoi- qu'il soit bien connu que des aciers doux sont beaucoup plus difficiles à obtenir propres surtout lorsqu'ils sont à grain fin.
L'invention consiste à faire agir sur l'acier, on présence d'un réducteur énergique dont l'oxyde présente un caractère acide-plus particulièrement le silicium ou éven- tuellement le titane ou le zirconium- introduit en proportion convenable dans 'le métal, un laitier principalement composé d'alumine et de bases alcalino-terreuses et/ou alcaline.';, cette action étant prolongée jusqu'à ce que le laitier ne contienne plus que des quantités très faibles d'oxyde ce fer, de l'ordre de 1 % ou même inférieures à cette teneur ot, parallèlement, des quantités relativement faibles d'oxyde do manganèse.
Le procédé de la demanderesse ne nécessite pas de température anormalement haute et peut aussi bien être appli- qué au four Martin qu'au four électrique ou dans tout autre appareil d'élaboration. La'carburation du laitier, par exemple au moyen de coke, s'avère inutile; il n'y a pas dans le pré- sent procédé de carburation du laitier car celle-ci est com- plètement inutile, la réussite de l'opération n'étant @
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nullement conditionnée par la formation de carbures.
Il suffi@, comme indiqué ci-dessus, de laisser agir le réducteur suf-isa,,- ment longtemps pour que la teneur en oxydes métalliques devienne extrêmement faible, ce qui a lieu dans un temps relativement court ou même extrêmement rapide si l'on applique le mode opératoire avec brassage violent tel que décrit plus loin. L, laitier, quoiquil devienne de plus en plus pauvre en oxydes ,tal- liques, réductibles par le laitier, reste en effet fluide pendant toute l'opération et est ainsi particulièrement apte à réagir rapidement avec le métal. Le réducteur énergique to@ que le silcium, est ajouté au bain avant ou pendant l'action du laitier.
L'addition peut être faite sur un bain très oxyde, renfermant par exemple 0,080 % d'oxygène et il est remarquable de constater que, même dans ce cas, le résultat final d'e@trê- me propreté micrographique est obtenu.
L'action du réducteur énergique a essentiellement peur but, combinée avec l'action du laitier alumineux conforme l'invention, de réduire de l'alumine et d'introduire parallèle- ment de l'aluminium dans le métal, ce qui ne s'obtient pratiquement que lorsque l'action du réducteur a été conduite de façon à abaisser la teneur en FeO à des valeurs extrêmement basses comme le montrent les exemples cités plus loin.
Cette influence du réducteur est prouvée, par le fait, par exemple, que si l'on brasse, conformément à une des méthodes d'exécution de l'inven- tion indiquées plus loin, un acier ne contenant pas de silicium ou de réducteur équivalent avec un laitier conforme à l'invention, à teneur initiale cependant très faible en oxyde de fer, 0,4 % par exemple, on n'obtient pas l'effet d'affinage du grain Mc Quaid Ehn, qui serait dû à la réintroduction d'Al indiquée ci-dessus et ceci même avec des aciers à haute teneur en carbone.
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On constate que les quelques très petites inclusions oxydées existant, après solidification, dans l'acier traité con- formément au procédé, sont cristallines, peu groupées, et ne s'allongent pas lors du laminage et du forgeage. L'acier ne présente pas, ou extrêmement peu de défauts capillaires ou "hair lines" et ceux-ci, lorsqu'ils existent, sont de très petites dimensions. En outre et contrairement à ce que laissaient prévoir les travaux rappelés ci-dessus, le procédé suivant l'invention assura une désulfuration de l'acier, même si l'on part de teneurs en soufre déjà basses, par exomple de l'ordre de 0,020 %, de sorte qu'on obtient des aciers également très propres du point de vue des inclusions de sulfurés.
L'expérience prouve que l'acier traité conformément à l'invention contient une certaine quantité d'aluminium. On remarque en effet que, même si l'on n'a pas ajouté d'aluminium au métal, en cours d'opération ou ultérieurement, ni introduit dans les laitiers de désoxydants contenant de l'aluminium, l'acier obtenu - qui retasse profondément en lingotière, a@oc masselottes et charbon de bois sur la tête des lingots - pésen- te quelques rares inclusions contenant de l'alumine, ce qui, montre une introduction d'aluminium dans le métal;
d'autre @art, cette introduction et la présence d'aluminium dissous dans.e métal est également prouvée par le fait que des additions extrômement faibles d'aluminium dans la poche ou en lingotière, de l'ordre de 0,005 % par exemple, suffisent pour obtenir des aciers à grain Mc Quaid-Ehn fin, ce qui ne peut habituellement être obtenu, même sur des aciers bien désoxydés au préalable, qu'avec des additions d'aluminium de 3 à 10 fois plus importantes. Co fait constitue d'ailleurs l'un des avantages du procédé faisant l'objet de l'invention.
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Un autre avantage de ce procédé est de permettre l'obtention de très bonnes surfaces de lingots, ce qui diminue les frais de burinage ot de meulage.
Voici quelques exemples des résultats remarquables procurés par l'application de l'invention.
EXEMPLE 1.
Une charge de 15 T. d'acier a été fondue au four électrique, en vue de la fabrication d'un acier au nickel-chromo de cémentation.
Après décrassage du laitier de fusion on a effectué, dans le bain suroxydé, des additions de chrome et de manganèse et on a ajouté 0,400 % de silicium puis l'on a brassé
EMI7.1
violemment l'acier avec 4 d'un laitier a1umino-a1ca1ino- terreux, préalablement fondu, placé au fond de la poche de coulée et qui avait la composition suivante : A1203 43 % FeO 1,5 %
EMI7.2
CaO 47 je mi02 1,4 %
Si 2 7 %
Après le brassage violent du métal et du laitier, le laitier qui était remonté au dessus du métal avait la composition suivante .
A1203 35 % FeO 0,6 %
EMI7.3
CaO 46 % Mn0 0,5 nô Si02 14 j iî02 1,2 % L'analyse du métal après traitement était :
EMI7.4
C 0,135 % Cr 0, 73 %
Si 0,265 % S 0,006 %
Mi 0,590 % P 0,009 %
Ni 2,81 % le reste étant pratiquement du fer.
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La teneur en oxygène du métal était de 0,072 immédiatement après décrassage; 0,021 % après addition du manganèse, du silicium et du chrome et 0,0025 % après le brassage violent. La teneur en soufre a été abaissée à la teneur, extrêmement basse pour un acier doux,de 0,006 %.
Une addition de 0,005 % d'aluminium lors de la coulée en lingotières a suffi pour conférer à ce métal un grain austénitique uniformément fin (6-7 à l'essai Mac Quaid-Ehn).
L'exploration par tournages aux diamètres successivement décroissants de 75,65 et 55 m/m d'une barre rondo de 85 m/m de diamètre et de 1 m de longueur -exploration qui a consisté dans l'examen, sur la surface finement usinée, de tous les défauts'capillaires visibles, n'a permis, dans le métal à grain fin, de déceler au total pour les trois passes d'usinage qu'un seul défaut de 1,5 m/m et neuf défauts ponctuels de longueur inférieure à 1 m/m.
Le nombrage des inclusions oxydés sur la demi-coupe longitudinale d'une billette carrée de 80 m/m de côté, provenant de la région médiane d'un lingot nt ayant reçu aucune addition d'aluminium a été effectué. Ce nombrage a porté sur une largeur de 1,76 m/m, la longueur des inclusions rencontrées ayant été notée et, dans le cas des groupes d'inclusions, la longueur totale du groupe ayant été notée comme telle. L'examen a décelé seulement 4 inclu- sions de longueur comprises entre 0,07 et 0,17 m/m et une inclusion de 0,20 m/m.
Le. même examen effectué sur un lingot de la même coulée ayant reçu une addition de 0,020 % d'aluminium on lingotière a décelé 5 inclusions comprises entre 0,07 ot
0,17 m/m et aucune de dimension supérieure.
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Toutes ces inclusions sont constituées par de l'alumino, EXEMPLE II.
Le même traitement a été appliqué à une coulée de 15 tonnes d'un acier dur au chrome avec le même laitier initial que dans l'exemple I, On avait ajouté au métal 0,350% de silicium.
Après traitement conforme au procédé, le laitier présentait la composition suivante : A1203 39 % FeO 0,6 %
CaO 47 % MnO 0,4 %
SiO2 10,5 % Ti02 1,1 %
Mg0 1,5 %
L'analyse du métal, après traitement, était :
C 1,050 % Cr 1,37 %
Si 0,0265 % S 0,005 %
Mn 0,300 % P 0,008 % le reste étant principalement du fer.
Sa teneur en oxygène total qui était de 0,0075 % après addition de Mn, Si, Cr a été abaissée à 0,0015 % et la teneur en soufre jusqu'à 0,005 %.
L'essai d'exploration par tournage décrit plus haut a mis en évidence dans les mêmes conditions seulement quatre défauts ponctuels de longueur inférieure à 1 m/m pour un ? lingotà grain fin.
.. Le nombrage des inclusions oxydées, qui étaient toutes d'alumine, effectué également dans les mêmes conditions, a décelé seulement quatre inclusions de longueur comprise entre 0,07 et 0,17 m/m et aucune de dimension supérieure. Un lingot ayant reçu une addition de 0,020 % d'aluminium en lingotière, montra trois inclusions de longueur comprise entre 0,07 et 0,17 m/m et une de 0,22 m/m de longueur, Le grain austénitique, d'après l'essai Mac Quaid Ehn, a été trouvé uniformément fin dès une addition d'aluminium de 0,007 %.
On pourrait évidemment, sans sortir du cadre de l'invention, ajouter à l'acier, outre le silicium ( ou
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éventuellement le titane ou zirconium), de l'aluminium, avant ou pendant le traitement par le laitier alumineux et alcalin-alcalino-terreux. Cette addition ne paraît toutefois présenter aucun intérêt spécial, l'essentiel restant l'action du silicium (ou éventuellement du titano ou du zirconium) sur un tel laitier, prolongéo jusqu'à ce que le laitier contienne très peu d'oxyde de for et relativement pou d'oxyde de manganèse.
D'autre part, le laitier peut contenir initialement une certaine proportion.d'oxydes de fer et de manganèse, à condition que le laitier final soit très pauvre en cos matières ; mais l'inconvénient d'une telle façon d'opérer serait d'occasionner une consommation inutile d'agent réducteur dont l'oxyde est acide (silicium par exemple) incorporé à l'acier, une partie de cet agent devant alors servir à réduire les oxydes de fer et de manganèse, ce qui conduirait à en ajouter une plus grande quantité. Il est vrai que la réduction de ces oxydes pourrait 'être effectuée par de l'aluminium, mais le premier de ces moyens conduirait'également à une dépense supplémentaire.
Il est donc avantageux de partir de laitiers ne contenant pas une proportion excessive des susdits oxydes. Cependant, la considération essentielle qui.doit entrer en ligne de compte est, comme il a déjà été souligné, la composition finale du laitier,sur lequel le silicium ajouté au métal a exercé son action réductrice, au moment ou le métal est prêt à être coulé en.lingotière. Outre la faible teneur en oxydes de for et de manganèse, cette composition doit correspondre à un laitier contenant essentiellement de l'alumine et des bases alcalino-terreuses et/ou alcalines.
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Le laitior final peut toutefois contenir une certaine quantité de silice, et si l'on fait croître celle-ci, on n'observe pas de coupure brutale dans les résultats obtenus, mais ces résultats deviennent progressivement moins bons. Voici un exemple qui, par comparaison avec les résultats indiqués plus haut, montre l'influence défavorable que peut avoir l'emploi d'un laitier riche en alumine et en bases alcalino-terreuses mais contenant, à coté de ces substances, une proportion relativement importante de silice : EXEMPLE III,
Une coulée d'acier nickel-chrome de cémentation n été traitée par brassage violent, au moyen d'un laitier du type de ceux des exemples indiqués ci-dessus mais plus riche en silice.
Après traitement, la composition finale de ce laitier a été la suivante :
SiO2 40,8 % MnO 3,3 %
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A1 2 0 3 21 % hig0 3, 5 %
CaO 27,5 % TiO2 1,2 %
FeO 0,7 %
Après traitement par ce laitier alumineux, la composition du métal était :
C 0,090 % Cr 0, 74 %
Si 0,415 % S 0,015 %
Mn 0,375 % P 0,012
Ni 2,68 % le reste étant principalement du fer.
Avec une addition de 0,012 % d'aluminium en liigo- tières, l'acier était encore à grain Mc Quaid-Ehn mélangé, non uniformément fin. Le nombrage des inclusions fait sur
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un lingot ayant,reçu une telle addition d'aluminium a donné 25 inclusions de 0,07 m/m à 0,17 m/m ; cinq inclusions de 0,17 m/m à 0,35 m/m, trois inclusions de 0,35 m/m à 0,70 m/m et deux inclusions de longueur supérieure à 0,70 m/m. La propreté de cet acier est donc nettement inférieure à celle des aciers obtenus dans les exemples précédemment décrits.
Si l'on utilise des laitiers de départ composés uniquement ou principalement d'alumine et de chaux, avec de la silice par exemple, il est préférable que les proportions de ces éléments soient telles que la teneur finale en silice du laitier ne dépasse pas 30 %, la teneur en'alumine atteignant au moins 20 %.
A titre d'exemples non limitatifs, d'excellents résultats peuvent être obtenus avec des laitiers ayant finalement les compositions suivantes :
Alumine 30 % MgO 8 %
CaO 40 % FeO 0,8 %
SiO2 20 % MnO 1,2 % ou A1203 40 % FeO 0,5 %
CaO 44 % MnO 0,5 %
SiO2 15 % ou
Alumine 35 % MgO 4 %
CaO 47 % FeO 0,5 %
SiO2 10 % TiO2 2 %
Bien entendu, ne sortirait pas du cadre de l'invention le. fait d'ajouter des fluidifiants comme par exemple le spathfluor, l'acide titanique ou la zircone en quantités
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plusimportantes quo cela n'est le cas dans les exemples précédents.
Le procédé faisant l'objet de l'invention peut être mis en oeuvre suivant un mode opératoire quelconque, pourvu qu'on aboutisse à l'action combinée d'un laitier présentant finalement les caractéristiques précédemment définies et d'un métal contenant un réducteur puissant à oxyde acide comme par exemple le silicium, action poussée jusqu'à obtention des résultats cherchés préci- sés plus haut. On peut procéder, par exemple, de l'une des manières suivantes :
S'agissant d'un acier élaboré au four électrique, ou au four Martin, on élimine le laitier existant dans le four, par exemple après la fusion de la charge et la mise à température, puis l'on charge sur le métal les éléments du laitier alumineux.
La fusion est plus rapide si l'on a fermé au préalable, par fusion, un laitier - synthétique de la composition voulue et que l'on charge ce laitier solide en petits morceaux. Le laitier peut aussi être chargé liquide, ce qui est encore plus rapide.
Les additions comportant du silicium sont faites dans le métal en même temps que l'on charge le laitier alumineux dans le four, ou avant ou après le chargement de ce lai- tier, et on laisse agir le silicium jusqu'à ce que le laitier ait la composition voulue définie ci-dessus et soit, en particulier, pratiquement exempt d'oxyde de fer.
Des additions de manganèse et des additions éventuelles d'éléments d'alliages peuvent être faites à un moment quelconque de l'opération.
Cependant, il est parfois relativement long
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d'obtenir dans le four même sans autre précaution une action réductrice poussée très loin du silicium du métal sur le laitier alumineux. Aussi, contrairoment à une pratique très répandue et recommandée par des auteurs spécialisés et qui consiste à retenir.autant que possible le laitier pour éviter son mélange avec l'acier au moment de la coulée, une mesure extrêmement favorable, et abrégeant de toute façon l'opération, consiste à couler le laitier alumineux dans la poche de coulée, avant ou en même temps que le métal, en réalisant un brassage aussi intense que possible, pour obtenir l'effet recherché.
Ceci a le très gros intérêt en dehors du gain de temps, de diminuer l'attaque du revêtement par le laitier alumineux conforme à l'invention qui a sur lui une action corrosive, ainsi qu'une altération dudit laitier et, en particulier, d'amoindrir un enrichissement de ce laitier en silice et en oxydes métalliques provenant soit du revêtement du four, soit des briques de la voûte ou de toutes autres causes secondaires.
Les exemples donnés ci-dessous illustrent l'immense intérêt de ce mod'e opératoire.
EXEMPLE IV.
Une charge de 15 tonnes d'acier au nickel-chrome de cémentation renfermant du silicium et ayant une analyse voisine de celle décrite à l'exemple I a été traitée (après décrassage du laitier de fusion et addition de Mn, de Cr et de 350 % de Si) par 4 % en poids d'un laitier synthétique alumino-alcalino-terreux préalablement formé, chargé solide au four électrique et fondu sur le bain d'acier liquido. La fusion du laitier a duré 10 minutes. L'ensemble laitiermétal a été ensuite coulé dans une poche de façon à réaliser
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un brassage aussi intense que possible.
Le laitier présentait dans le four la composition suivante : A1203 32 % FeO 1,6 %
CaO 43 % MnO 0,4 %
SiO2 14,3 % TiO2 2,2 %
MgO 5,4 %
Le laitier on fin d'opération dans la poche avait pour composition :
Al2O3 30, 5 % FeO 0, 7 %
CaO 42% MnO 0,7 %
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Si02 l'ï, 5 'TiO 2 %
Mg0 5,5 %
La composition centésimale du métal après traitement était la suivante :
C 0,130 % Cr 7 %
Si 0,195 % S 0,008 %
Mn 0,415 % P 0,010 %
Ni 2,8 % le reste étant pratiquement du fer.
Les teneurs en soufre et en oxygène ont été les. suivantes :
Après addition du Si et avant fusion du laitier :
S = 0,020 % 0 = 0,015 %
Après fusion du laitier :
S = 0,015 % 0 = 0,007 %
Après brassage violent :
S = 0,008 % 0 = 0,003 %
Ces chiffres illustrent le très gros intérêt du .violent brassagefinal.
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L'exploration par tournage et le nombrage des inclusions dans les conditions décrites plus haut ont montré respectivement : 2 défauts de 1 m/m et 6 défautn ponctuels inférieurs à 1 m/m et, d'autre part, cinq inclusions ayant de 0,07 m/m à 0,17 m/m de longueur et deux inclusions de 0,25 m/m. La grosseur de grain Mc Quaid-Ehn était fine et a été obtenue avec 0,005 % d'Al.
EXEMPLE V.
Une fusion de 15 tonnes d'acier dur au chrome a été traitée dans les mêmes conditions que la fusion décrite à l'exemple précédent.,
La composition du laitier,fondu sur le bain,était, dans le four, la suivante :
Al2O3 29 % FeO 0,9 %
CaO 47 % MnO 0,3 %
SiO2 15,8 % TiO2 1,2 %
MgO 5 %
Dans la poche, à la fin de l'opération, elle était devenue :
A1203 28 % FeO 0,4 %
CaO 46 % MnO 0,7 %
SiO2 18 % TiO2 1,2 %
MgO 4,5 %
L'analyse centésimale du métal après traitement était:
C 1,020 % Cr 1,42 %
Si 0,245 % S 0,006 %
Mn 0,320 % P 0,010 % le reste étant pratiquement du fer,
La teneur en soufre était tombée,du four(juste avant de couler) à la poche(après brassage),de 0,019 % à 0,006 %
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et celle en oxygène de 0,009 % à 0,002 %.
L'exploration par tournage a montré seulement un défaut supérieur de 1 m/m et six défauts ponctuels. Le nombrage des inclusions oxydées n'a montré que 5 inclusions, qui étaiont inférieures à 0,17 m/m de longueur,et une comprise entre 0,17 et 0,34 m/m.
On peut également opérer conformément à l'invention dans un four à haute fréquence, sur sole neutre ou basique ou en four Martin ou dans un récipient quelconque. Mais, un mode opératoire particulièrement avantageux, applicable quel que soit le procédé d'élaboration de l'acier et qui convient particulièrement bien aux grands modes classiques d'élapor@- tion au four Martin ou au convertisseur et qui permet d'obtenir avec régularité, dans des installations de ce type, lcs aciers de première qualité quel que soit le point de vue sous lequel on les juge : propreté micrographique ou macrograrli- que, analyse chimique, caractéristiques mécaniques, en ;
or[ et en travers, consiste à réaliser, notamment par des procédés analogues à ceux décrits dans les brevets belges de la société demanderesse N . 388.784 du 26 mai 1932 et N . 693.510 du 5 janvier 1933 , un brassage intense entre le métal, auquel on a ajouté du silicium, et un laitier alumineux et alcalin ou alcalino-terreux,synthétique, préparé à l'avance à l'état fondu. Etant donné la faible quantité de laitier nécessaire, il est alors possible, avec un métal bien chaud, de mettre en oeuvre le laitier sous forme d'éléments solides, de préférence sous forme de laitier synthétique préparé à l'avance, refroidi et broyé, que ce laitier soit alors froid ou chauffé.
Il se produit une fusion du laitier dès le début du versement et le brassage avec
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laitier fondu est ainsi obtenu. On obtient ainsi en un temps très court la réaction du silicium sur un laitier alumineux qui est finalement très pauvre en FeO.
Dans la manière d'opérer qui vient d'être décrite, le laitier avec lequel on fait le brassage peut content initialement'une certaine quantité d'oxydes de fer et de manganèse, ce qui oblige seulement à ajouter du silicium en plus grand excès par rapport à la teneur que l'on désire conserver dans le métal, les oxydes en question étant réduits en grande partie par le silicium pendant le brassage, de sorte que le laitier est finalement pauvre en FeO et MnO.
La réduction des composés oxydés contenus dans le laitier en dehors de l'alumine peut recevoir une application pratique intéressante lorsque l'on veut obtenir des aciers contenant des éléments d'alliage. Cette application consiste à introduire dans le laitier des composés oxydés de ces éléments d'alliage qui soient capables d'être réduits par le silicium ou autre réducteur équivalent,ajouté à l'acier.
Si ce réducteur est ajouté à l'acier en proportion suffisante les composés oxydés des éléments d'alliage sont réduits pendant l'opération de traitement de l'acier et les éléments d'alliage libérés par cette réduction passent dans l'acier.
Un exemple de l'application du procédé'avec brassage violent dans le cas d'une élaboration de 40 tonnes d'acier au four Martin est donné ci-dessous : EXEMPLE VI
Un bain de 40 tonnes a été élaboré dans un four Martin. La composition de cet acier, juste avant d'ajouter du silicium, était :
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C 0,60 % P 0,022 %
Mn 0,45 % S 0,024 % le reste étant pratiquement du fer.
Une proportion de 0,400 % en poids de silicium a été ajoutée au métal, c'est-à-dire 160 kilogs de silicium. L'acier ainsi additionné a été immédiatement coulé en retenant dans le four le laitier qui surmontait le bain métallique, la coulée étant opérée en gros jet, d'une hauteur relativoment grande, dans une poche contenant 1400 kilogs d'un laitier préalablement fondu, très fluide, ayant la composition suivante :
Al2O3 43, 2 % TiO2 2,1 %
CaO 47,5 % FeO 0,8 %
SiO2 5,3 %
Après le versement violent de l'acier sur le laitier alumineux , versement, qui a pris environ une minute et demie, et après séparation naturelle du laitier, les compositions du métal et du laitier ont été respectivement les suivantes : Acier:
C 0,60 % P 0,021 %
EMI19.1
pan 0,45% S 0,007%
Si 0,27 % Laitier: A1203 40,2 % TiO2 1,9 %
CaO 47,2 % FeO 0,5 %
SiO2 8,9% MnO 0,5 %
Lors de la coulée en lingotière et sans aucune addition d'aluminium, l'acier était parfaitement calme et sa grosseur de grain Mc Quaid-Ehn était "7", d'où résulte la preuve d'une introduction importante d'aluminium dans l'acier.
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Le nombrage des inclusions, effectué suivant la même méthode que celle décrite dans les exemples précédents, n'a révélé que 3 inclusions de 0,07 m/m à 0,17 m/m.
L'acier a été soumis à'des essais de résilience Mesnager après que l'acier eût été'trempé puis revenu à 650 C.
On a trouvé une résilience en travers de 5,7, ce qui est extrêmement remarquable pour un acier dur de cette catégorie.
La coulée,transformée en fils très fins,a révélé une capacité très élevée de transformation et la mise au mille, de la billette aux fils fins, a été inférieure de 30 % à 'celle de coulées d'aciers de la même composition obtenus au four Martin mais n'ayant pas été traités conformément au présent procédé.
Il n'a pas été donné ci-dessus, sauf dans los exemples, de chiffres absolus en ce qui concerne la propor- tion d'agent réducteur à ajouter à l'acier en vue de coopérer avec le laitier alumineux, conformément à la présente invention, parce que cette proportion varie avec les @ir- constances. Lorsque l'acier à traiter ne contient pas originairement de silicium une proportion comprise entre 0,150 % et environ 0,750 % convient dans la plupart des cas pour la réalisation du procédé. La proportion de silicium à ajouter à l'acier dépend évidemment de la teneur finale.de silicium que l'on désire trouver dans l'acier et de la proportion de FoO,de MnO ou d'autres composés oxygénés à réduire.
Les laitiers éliminés peuvent d'autre part être utilisés dans la fabrication des ciments, ce qui constitue un avantage économique supplémentaire du procédé de l'invention.