BE433018A - - Google Patents

Description

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  " Procédé d'obtention rapide d'acier particulièrement pur " 
N  334.774 du 31 octobre   1938 - - - - - - - - - - -   pour "Procé- dé de traitement des aciers en vue de leur purification", la Société demanderesse   a.décrit   un procédé Duplex dans lequel l'acier à basse teneur en phosphore, provenant d'un conver- tisseur basique ou acide ou d'un autre appareil métallurgique, est soumis ensuite à un court soufflage, dans un convertisseur acide, en présence d'un corps dont l'oxyde a une chaleur de   @   formation élevée et qui est susceptible de s'oxyder par souf- flage d'air dans l'acier, par exemple du silicium ; après quoi 

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 on procède éventuellement à une désoxydation de   l'acte''  par tout procédé connu.

   Du manganèse peut être ajouté au bain avant le soufflage. 



   D'une part, ce procédé permet de purifier l'acier à l'égard d'impuretés qui ne peuvent être éliminées par l'ac- tion d'un seul laitier ou d'une opération unique au   cover-   tisseur ; d'autre part, il communique au métal une températu- re mieux appropriée pour la coulée et la qualité du métal. 



   Par la présente invention il a été trouvé que l'on pouvait, au lieu d'utiliser pour la purification finale et le réchauffage de l'acier un convertisseur acide, mettre en oeuvre, dans un procédé du genre de celui rappelé ci- dessus, un convertisseur basique, avec les avantages que présente un tel appareil, particulièrement dans le cas où l'élaboration même de l'acier est faite dans un convertis- seur Thomas, à condition d'utiliser, comme deuxième conver- tisseur, un convertisseur qui ne soit pas souillé de lai- tier phosphoreux et dont le garnissage ne soit pas imprégné d'un tel laitier.

   Le court soufflage dans ce deuxième convertisseur, en présence d'un corps oxydable par l'air, tel par exemple que le silicium, ne donne alors pas lieu   à une rephosphoration du métal ; qui se produirait si du   laitier   phosphoi-eux   était présent. 



   La purification de l'acier peut encore être davantage améliorée, notamment à l'égard du soufre, si l'on opère le court soufflage dans la deuxième cornue en présence d'un laitier fondu ou solide (ou des éléments d'un laitier) riche en bases alcalino-terreuses et/ou alcalines, mais alcalino-terreuses de préférence et spécialement riche en chaux et en magnésie. La proportion de ce laitier par rapport au bain d'acier doit être suffisante pour que, 

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 après le soufflage et la formation correspondante de silice qui s'incorpore au laitier, ce dernier soit encore basique. 



   Au lieu d'ajouter à l'acier la proportion de silicium ou autre corps analogue juste suffisante pour donner au métal la température nécessaire pour la coulée, il y a avantage à ajouter une proportion de silicium supérieure à celle que l'on désire brûler, et à ne pas brûler cet excédent par un trop long soufflage, de façon que le métal final contienne encore du silicium. 



   Dans ces conditions, on constate que, après le court soufflage, le laitier, même s'il a été ajouté à l'état solide, est parfaitement fondu et qu'il ne contient que des quantités relativement faibles d'oxyde de manganèse et d'oxyde de fer. 



  La combustion par l'air, grâce à la présence du laitier, est   pratiquement limitée au silicium ; perte en fer et en manganèse est presque nulle. Le métal est purifié ; teneur en   soufre est abaissée si le laitier est mis en oeuvre en pro- portion suffisante pour qu'il soit encore basique une fois l'opération terminée; il se trouve à la bonne température pour   la coulée ; possède une bonne propreté micrographique et   de bonnes caractéristiques mécaniques. 



   Dans une aciérie Thomas on utilisera comme deuxième convertisseur, ou convertisseur   de'finissage,   soit un conver- tisseur spécial réservé au finissage de l'acier conformément à l'invention, soit un convertisseur normal de l'aciérie dont le garnissage est si peu imprégné de phosphore qu'il ne se produise pas de rephosphoration, par exemple après une réfection de ce garnissage. Après une ou plusieurs opérations conformes à l'invention, on pourra utiliser l'appareil en opération normale d'affinage de fonte 

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 phosphoreuse afin d'achever d'user son garnissage. 



   Le laitier peut être chargé soit liquide, ce qui a l'avantage de ne nécessiter qu'une combustion plus faible de silicium pour mettre le métal à bonne température, soit solide. La fusibilité de ce laitier peut être améliorée en y introduisant de l'oxyde de manganèse, et de l'oxyde de fer, ce qui a comme conséquence d'introduire du manganèse et du fer dans le bain par l'effet du court soufflage, malgré la présence d'air, grâce à la réduction de ces oxydes par le silicium ou corps équivalent contenu dans le métal. 



   Dans le cas où le laitier est chargé solide, on peut soit charger séparément les éléments du laitier, par exemple chaux, alumine, dolomie frittée, minerai de manganèse, soit, ce qui facilite la fusion, constituer la totalité ou une partie de la charge du laitier avec un laitier antérieurement fondu. 



   On peut par exemple utiliser des laitiers liquides ou solides de fin d'opération d'affinage au four Martin ou électrique (à condition qu'ils contiennent peu de P2O5 si l'on veut produire un métal peu phosphoreux), quitte à leur ajouter un peu de chaux et/ou de .dolomie pour les rendre plus basiques. Cette façon de faire présente l'avantage de permettre la récupération de la majeure partie du manganèse de ces laitiers, ceux-ci étant réduits par le silicium ou corps analogue introduit dans le bain de métal. 



   On peut également utiliser des laitiers liquides ou solides chargés à la fois en bases alcalino-terreuses et en alumine, et réaliser ainsi dans le convertisseur basique de finissage l'opération décrite dans la demande de brevet belge formée par la Société demanderesse 

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 N  355'973 du ,g février 193r - - - - - - - - - pour: "Procédé d'obtention d'aciers présentant une grande propreté micrographique". Ce procédé consiste essentiellement à faire agir sur l'acier contenant un réducteur énergique dont l'oxyde présente un caractère acide un laitier principalement composé d'alumine et de bases alcalino-terreuses et/ou al- calines, jusqu'à ce que ce laitier ne contienne plus qu'une quantité très faible d'oxyde de fer. 



   Dans ces conditions, on obtient des aciers tout particulièrement propres, du point de vue micrographique, et possédant en outre de remarquables propriétés mécaniques si l'on calcule le poids relatif du laitier en fonction de l'acier traité et si l'on détermine par l'expérience la valeur de l'addition de silicium ou corps analogue et la durée du court soufflage de façon que le métal final contienne encore du silicium, par exemple plus de 0,050 % et que la te- neur en silice du laitier ne soit pas trop élevée, par exemple moins de 30 %, à la fin de l'opération, la teneur en alumine à ce même moment étant d'au moins 20 %. Dans ce cas, on peut utiliser pour le garnissage de la cornue de finissage de l'acier des matières riches en alumine et en chaux et/ou en magnésie, par exemple des ciments réfractaires du commerce. 



   On peut, sans inconvénients, - que le laitier soit simple- ment alcalino-terreux et/ou alcalin, ou bien en même temps alumineux - ajouter dans la deuxième cornue tous les élé- ments d'addition désirés, tels que par exemple du nickel, du chrome, du molybdène. Grâce à l'action du silicium, en présence d'un laitier riche en bases alcalino-terreuses ou alcalines, ces éléments n'ont aucune tendance à passer dans la scorie à l'état d'oxydes et le rendement de ces additions est excellent. 

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   Bien plus, la présence de silicium ou d'un corps analo- gue dans l'acier permet d'introduire les éléments d'alliage dans l'acier en mettant dans le laitier des composés oxydés de ces élémeents, composés qui soient réductibles par le silicium ou corps analogue ajouté au métal; par exemple du molybdate de calcium ou du vanadate de calcium si on veut introduire, respectivement, du molybdène ou du vanadium dans l'acier. Pour assurer une telle opération on ajoutera à l'acier une quantité suffisante de silicium ou autre corps analogue pour que la réduction du composé oxydé en question soit assurée dans la mesure nécessaire à l'intro- duction de la quantité voulue d'élément d'alliage dans le bain d'acier. 



   Les différentts modes opératoires possibles dans la marche duplex: convertisseur acide ou basique - convertis- seur basique, conforme à l'invention, sont les mêmes que ceux qui ont été décrits dans la demande de brevet   précitée ?     334.774   du 31 octobre 1938 pour le procédé convertisseur acide ou basique - convertisseur acide. 



   L'acier déphosphoré dans un convertisseur basique ou par brassage violent avec un laitier basique oxydant fluide, suivant des procédés connus, est séparé de son lai- tier et transféré dans un convertisseur basique qui n'est pas souillé par du laitier phosphoreux et dont le garnissage n'est pas imprégné par un tel laitier. Il est additionné, soit dans la poche de transfert, soit dans le convertisseur basique, d'un corps oxydable par l'air et dont l'oxyde a une chaleur de formation élevée, par exemple de 9,4 % en poids de silicium et de 5,6 % de manganèse.

   On souffle pendant un temps très court, par exemple une minute, et on coule l'acier en lui   @ --   

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 faisant éventuellement subir une désoxydation par coulée violente et de haut dans un laitier acide, pauvre en oxyde de fer et très fluide, suivant un procédé connu. L'opération peut être faite en ajoutant dans le deuxième convertisseur un laitier riche en bases alcalino-terreuses et/ou alcalines, par exemple un laitier ayant l'une des compositions spéci- fiques initiales suivantes : 
1 ) sio2: I4 %; CaO: 54 %; Mgo: 10 %; Mno: 10 %; 
Feo; 4   %;   Na20:   3 % ;   Spath fluor : 5 %. 



   2 ) sio2: 17 %; CaO: 60 %; MnO: 7 %; FeO: 7%;   A1203;   5 %; Spath fluor : 4 % ; ce laitier étant dans chaque cas   mis.en   oeuvre en quantité suffisante (déter- minée par le calcul ou par des essais préalables) pour qu'il reste basique en fin d'opération. 



   Au lieu d'un laitier ayant une composition générale telle que celle définie ci-dessus, on pourra aussi utiliser pour un même mode opératoire un laitier principalement composé d'alumine et de bases alcalino-terreuses et/ou alcalines en opérant le soufflage jusqu'à ce que le laitier ne contienne plus qu'une quantité très faible d'oxyde de fer, par exemple de l'ordre de 1 % en poids du laitier.

   Un tel laitier aura par exemple la composition finale suivante : 
1 ) sio2: 20,4 % ; FeO: 0,9 %;   A1203:   27,7   %;   
Mno: 1,1 %; Cao: 40,¯ %; Mgo: 7,6 %; 
Tio2:   1,3 %   
2 ) Sio2; 11,1 %; FeO: 0,6%; MnO: 0,2 % 
Al2o3 : 40 %; cao: 44,3 %; Mgo: I,3 %; 
Tio2 : 2,6 %. 0 
Dans ce qui précède on a spécifié que le deuxième 

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 convertisseur ne devait pas être souillé de laitier phos- phoreux et que son garnissage ne devait pas en être imprégné.

   Mais il doit être bien entendu que ceci n'a pas un sens absolu et que, sans sortir du cadre de l'invention, le convertisseur pourra être souillé ou imprégné d'une faible quantité de laitier phosphoreux, à la condition que ce laitier n'entraîne pas une rephosphoration du métal au-delà de la faible teneur en phosphore que doit contenir le métal final.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS .....................................................

   I) Procédé d'obtention d'acier particulièrement pur et à bonne température de coulée, consistant à opérer tout d'abord la déphosphoration de l'acier dans un convertis- seur basique d'élaboration de l'acier ou hors du convertis- seur, que ce dernier soit basique ou acide ; puis à trans- férer l'acier dans un convertisseur basique non souillé par du laitier phosphoreux et dont le garnissage n'est pas impré- gné par un tel laitier, avec addition d'un corps oxydable par l'air et dont l'oxyde a une chaleur de formation élevée, puis à donner le vent pendant un court instant, après quoi l'on procède éventuellement, par tout procédé connu, à la désoxydation de l'acier.

   2) Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'on ajoute du manganèse avant le court soufflage complémentaire dans le convertisseur basique de finissage.

   3). Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'on fait le court soufflage complémentaire er; présence d'une quamtité d'un laitier fortement basique suffisante pour que, après soufflage, le laitier soit encore basique.

   4). Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'on fait le court soufflage complémentaire en présence d'un laitier riche en alumine et en bases alcalino- terreuses et/ou alcalines. <Desc/Clms Page number 10>

   5). Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'on fait intervenir une quantité du corps dont l'oxyde a une chaleur de formation élevée, plus grande que celle qui est nécessaire pour donner au métal la température nécessaire pour la coulée.

   6). Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'on introduit dans l'acier des éléments d'alliage pendant le court soufflage, soit directement sous forme métallique, soit en réduisant au moyen du corps dont l'oxyde a une chaleur de formation élevée, des composés oxydés de ces éléments, mis dans le laitier et qui soient réductibles par le dit corps. <Desc/Clms Page number 11>

   Monsieur le Ministre, Nous référant à la demande de brevet introduite le 1er. Mars 1939 par notre commettante la SOCIETE D'ELECTRO- CHIMIE, D'ELECTROMETALLURGIE ET DES ACIERIES ELECTRIQUES D'UGINE pour : "Procédé d'obtention rapide d'acier particuliè- rement pur", nous avons l'honneur de vous signaler que la rectification suivante devrait *être apportée au mémoire des- criptif déposé à l'appui de cette demande: Page ¯6 - ligne 29 - lire: "et de 0,6 % de manganèse. On souffle pendant un temps très" Il nous serait agréable de recevoir un accusé de réception de notre lettre et d'être informés que, conformé- ment à l'usage établi, elle sera annexée au dossier du bre- vet à toutes fins utiles.

   Nous autorisons l'Administration à joindre une copie de la présente lettre rectificative à toute copie du brevet qu'elle délivrera.

   Avec nos remerciements anticipés,veuillez agréer, Monsieur le Ministre, l'assurance de notre très haute consi- dération.