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Procédé pour la fabrication d'acier Thomas à faible teneur en phosphore
On sait que, dans le procédé de fabrication d'acier au convertisseur Thomas, l'élimination du phosphore résulte de la ¯ ' formation, à la surface du bain, d'une scorie constituée par la chaux ajoutée au bain, et par l'acide phosphorique et d'autres oxydes, en particulier des oxydes de fer, résultant du soufflage.
Pour l'obtention d'acier Thomas à faible teneur en phosphore (0.025% environ), la demanderesse a décrit dans son brevet français N 810*871 du 21 juillet 1936 un procédé particulier de déphosphoration en deux phases, dans chacune des- quelles on ajoute certaines quantités déterminées de chaux, et on effectue un soufflage. Dand la première phase, le soufflage détermine successivement la combustion du silicium, puis du carè bone, du phosphore et une oxydation partielle du fer et la tempes
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rature du bain s'élève. On élimine la scorie formée au contact de la chaux. Dans la seconde phase, on ajoute une nouvelle quan- tité de chaux pour l'élimination d'une nouvelle quantité de phosphore, on effectue un nouveau soufflage.
La nouvelle addi- tion de chaux et dè vent de soufflage introduits pour réaliser les oxydations nécessaires à la formation de la deuxième scorie entraînent toutefois un certain refroidissement; or, il peut y avoir intérêt, notamment lorsqu'on veut laisser repo- ser le métal avant la coulée pour décanter les impuretés, ou lorsqu'on veut couler lentement, à obtenir un acier -affiné de haute température.
Il est d'autre part connu d'effectuer la déphosphora- tion dans la seconde phase à l'aide d'un laitier basique oxy- dant et fondu, dit "deuxième laitier", et de procéder en pré- sence de ce laitier à un soufflage destiné à provoquer entre le laitier et le métal à traiter un brassage intense, conduisant pratiquement à un équilibre chimique total entre laitier et métal.
Lorsque, dans l'un de ces procédés en deux phases, on veut obtenir des aciers durs de qualité à faible teneur en phosphore, on doit renoncer à utiliser des fontes recarburan- tes ordinaires, car celles-oi sont toujours trop phosphoreuses et il ne serait pas possible d'éliminer le phosphore en les in- troduisant à la fin de la seconderphase. Si, d'ailleurs, en vue de cette élimination du phosphore on opérait l'addition à la fin de la première phase, le carbone serait brûlé lors du soufflage dans la seconde phase et l'addition recarburante serait/par suite inopérante.
La présente invention a pour objet un procédé économique de déphosphoration, permettant d'atteindre, si besoin est, une température élevée à la fin de l'option, tout en obtenant une teneur en phosphore de 0.025% au plus, qu'il s'agisse d'aciers doux ou d'aciers carburés, en particulier des rails, l'acier final présentant un degré d'oxyda-
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tion extrêmement réduit et possédant d'excellentes qualités.-
Ce procédé est caractérisé par les dispositions suivantes.
On procède à une première déphosphoration suivant le procédé
Thomas habituel, la teneur en P de l'aoier pouvant n'tre abaissée qu'entre 0.2 et 0.06% par exemple ; on élimine, aussi complètement que possible, la scorie résultant de cette première déphosphoration, on verse ensuite, à la surface du bain et dans une proportion convenable, une scorie basique oxydée très chaude et fluide. On assure un bon ,contact superficiel de cette scorie avec la surface du bain par un léger basculement du convertisseur, en laissant tout juste assez de vent pour éviter le bouchage des trous, et en prenant des précautions pour qu'il ne se produise pas de brassage appréciable du bain.
On sèche la scorie par jet de chaux, après en avoir prélevé immédiatement une fraction si elle est en quantité trop importante et l'on procède enfin à la coulée avec barrages en effectuant les additions usuel les.
Le procédé suivant l'invention diffère des procédés déjà connus par le fait que, non seulement on n'atteint pas l'équilibre total entre métal et laitier, mais on s'efforce au contraire d'éviter un brassage intense qui serait susceptible de conduire à cet équilibre;
L'expérience a montré en effet qu'en ayant recours simplement à un contact très court comme décrit ci-dessus et à condition d'employer un laitier de composition convena- ble et en quantité suffisante, on réalise simultanément l'obtention d'une déphosphoration poussée et l'absence pra- tique d'oxydation du métal dans le cas de 1a déphosphoration des aciers doux, ainsi que la possibilité de recarburer l'acier dans le convertisseur, puis d'effectuer, sur cet acier recarburé, la déphosphoration finale.
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Il résulte, en effet, des essais effectués en appliquant le procédé, que l'on obtient une réaction partielle de déphospho- ration, suffisante pour la plupart des cas de la pratique puis- qu'on tombe facilement en dessous de 0,025% de P et, en même temps que l'on évite la diffusion dans le bain métallique de quantités importantes d'O, diffusion qui aurait pour effet un accroissement préjudiciable de la teneur en 0, avec tous les inconvénients qu'elle comporte, en particulier une combustion importante du C dans le cas d'aciers durs.
L'équilibre chimique entre laitier et métal n'est pas atteint.
Cependant, on constate ce fait inattendu que, tandis que la réaction de déphosphoration a le temps, pendant la durée du contact de surface métal-laitier, de se poursuivre jusqu'à un degré suffisant pour la pratique, la diffusion de 1'0 ne s'ef- fectue qu'à un degré beaucoup moindre.
Bien entendu les quantités de laitier à mettre en cause, toutes autres choses égales d'ailleurs, devront être plus grandes que pour des opérations dans lesquelles on recherche l'équilibre.
Grâce au procédé suivant l'invention, l'on peut, en choisissant une fonte Thomas suffisamment riche en éléments thermogènes, obtenir, dans la première phase du traitement, un bain dont la température est relativement élevée et pro- duire, après élimination de la première scorie, une nouvelle déphosphoration par l'addition de la scorie liquide sans abaisser la température du bain. On peut également ajouter au bain, avant l'addition de la scorie liquide, une fonte recarburante même phosphoreuse pourvu que la quantité de sco- rie utilisée soit en rapport avec la teneur moyenne en phos- phore du mélange, et obtenir la deuxième déphosphoration quasi instantanément sans avoir besoin d'un brassage énergique et par suite sans combustion du carbone de reearburation du bain.
On peut donc, grâce au procédé suivant l'inven-
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tion, obtenir au convertisseur des aciers durs déphosphorés,, la recarburation étant obtenue au moyen d'une fonte même phosphorée.
Pour mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention on procède comme suit.
La fonte liquide étant dans le convertisseur, on procède dtabord de la manière normale, mais à une température qui peut être plus élevée que la normale, et l'on arrête l'opération, ce qui est facile pour un ôpérateur exercé, à une teneur en phosphore suffisamment élevée pour que le bain ne soit pas fortement oxydé. Cette teneuri suivant.la température de la conlée. varie en général entre 0.060%'..et 0,200% et la scorie formée est bien fluide.,
Cette première scorie est évacuée d'autant plus soigneusement que la teneur finale en phosphore rehherchée doit pêtre plus basse.
Simultanément on dispose -d'une- scorie basique oxydée liquide que l'on peut préparer suivant l'un des modes opéra- toires ci-après.
Suivant un premier mode de préparation, on utilise un convertisseur voisin, qui peut être l'un des convertisseurs de service ou un convertisseur de très-petites dimensions réservé à cet usage, dans lequel on forme la scorie basique - oxydée à partir- d'une certaine quantité d'acier non raffiné prélevé sur la coulée précédente. Pour préparer cette scorie, si l'on opère sur un convertisseur de service, on laissera dans l'appa- reil, bien décrassé 'de sa scorie phosphatée une quantité d'acier de l'ordre de I T. au moins, qu'on sursoufflera en' brûlant du fer tout en procédant progressivement à l'addition de chaux granulée de bonne qualité nécessaire pour obtenir en fin de compte une scorie tenant 40 à 45% de chaux.
De plus, cette scorie doit accuser normalement une teneur de 30 à 35% de fer, sous forme d'oxydes, la totalité de l'acier n'étant pas incorporée dans la scorie. Ces teneurs ne sont pas impé-
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ratives, la condition essentielle étant d'avoir une scorie basique et oxydée bien fluide et très chaude. Le soufflage oxydant dont il est question ci-dessus sera effectué très rapidement de telle façon que la durée du, contact du fer oxydé avec le revêtement soit aussi réduite que possible.
Si l'on opère sur un convertisseur de très faibles dimensions la quantité d'acier utilisée pourra être beaucoup plus limitée et approcher davantage la quantité strictement nécessaire à l'obtention de la composition ci-dessus indiquée.
Suivant un deuxième mode de préparation, on prélève la scorie au cours d'une opération dans un four d'affinage d'acier, par exemple Siemens Martin ou four électrique. Dans ce cas, cette scorie pourra être éventuellement corrigée par des additions d'oxydes de fer, de fondants et/ou de chaux ou corps semblables.
Enfin, on peut également utiliser un four spécial à fusion de laitier, ce dernier mode de préparation permettant une souplesse plus grande dans la -composition du laitier à préparer.
La quantité de scorie à mettre en oeuvre, dépend à la fois de la teneur en phosphore dumétal à la fin de la première phase, de la perfection plus ou moins grande du décrassage, de la teneur initiale en P2O5 de la scorie elle- même, de la température et également de la teneur finale en phosphore à atteindre. A titre d'indication, si la scorie a été préparée dans un convertisseur, et contient par exemple 2% de P2O5 et si le métal contient 0,06% de phosphore, la quantité de scorie à mettre en jeu est de l'ordre de 2,5%, après un décrassage effectué normalement,,sans précautions particulières, et pour une température légèrement supérieure à la température usuelle de l'acier Thomas en fin d'opération.
Pour une teneur 'en phosphore de 0,200% du métal à déphosphorer, les autres conditions restant les mêmes, la quantité de scorie à utiliser est del 'ordre de 8%. Dans ces deux cas, la teneur finale en
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pnospnore obtenue est inférieure à 0,025%.
Les pourcentages dé scorie pourront être diminués dans une mesure importante si l'on effectue un décrassage particu- lièrement soigné, si la température est plus basse, si la teneur initiale en P2O5 est très faible - ce que l'on peut obtenir en particulier quand on prépare la scorie dans un four spécial:-
Il convient d'ailleurs de noter qu'inversement, si l'on veut, en même temps qu'une déphosphoration, obtenir une désul- furation appréciable du bain, la proportion de scorie à ajouter devra être plus grande, toutes'autres choses étant égales d'ailleurs.
De même, on pourra faire varier l'addition de scorie ' déphosphorante, ainsi que sa composition, de manière à compen- ser l'action retardatrice de l'élévation de la température par une augmentation de la quantité de scorie par une augmentation de sa basicité ou de sa teneur en fer oxydé.
Dans cet¯ ordre d'idées, il y a lieu de remarquer que l'emploi d'un four pour la préparation du deuxième laitier permet d'obtenir à volonté la composition désirable pour chaque cas particulier et;,donne par conséquent une souplesse supplémentaire dans l'application du procédé. La préparation du laitier dans une cornue Thomas, conduit, en effet, à des compositions d'ailleurs très intéressantes pour la plupart des, cas pratiques, mais qui sont forcément limitée,s dans une certaine mesure par la nature même de l'opération effectuée en cornue.
. On prélève la scorie à haute température formée par l'un des modes de préparation ci-dessus indiqués en évitant soigneusement qu'elle soit accompagnée d'acier, dans une poche de dimensions autant que possible appropriées, revêtue d'un garnissage réfractaire, par exemple à haute teneur en alumine et on la.verse dans le convertisseur sur le bain d'acier décrassé à déphosphorer.
Pour qu'un bon contact superficiel s'établisse entre métalet scorie, on bascula légèrement le convertisseur en donnant le
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vent tout juste nécessaire pour éviter le bouchage des trous du fond. Il importe par contre, qu'il ne se produise pas de bras- sage énergique et prolongé qui, émulsionnant la scorie dans l'acier, pourrait laisser dans ce dernier des quantités impor- tantes d'oxydes de fer. L'activité de la scorie et le contact sur une grande surface, sont suffisants pour que la déphospho- ration soit opérée de façon très rapide pendant le temps très court matériellement nécessaire et suffisant pour effectuer dans les conditions indiquées ci-dessus un seul et léger bascu- lage.
Aussi la décantation de la scorie et son séchage par projection superficielle de chaux granulée peuvent-ils être entrepris immédiatement.
La grande rapidité de l'opération et la chute très prompte d'activité de la scorie due à son refroidissement au contact d'un acier à plus basse température et surtout à son séchage quasi immédiat, conduisent à ceci que, contrairement à l'opinion courante, le métal n'est en pratique qu'extrêmement peu oxydé par son contact avec la scorie d'addition.
C'est d'ailleurs ce qui permet d'opérer des déphospho- rations "au dur", en apportant au bain d'acier doux décrassé, avant traitement à la scorie, une addition de fonte recarburan- te. Celle-ci peut être phosphoreuse peurvu que la quantité de scorie utilisée ensuite soit en rapport avec la teneur mo-renne du mélange en phosphore.
La fonte recarburante doit cependant, pour éviter toute difficulté, être à peu près tota- lement exempte de silicium ; c'est pourquoi, quand on recarbure à la fonte Thomas, il est préférable de prélever, dans un convertisseur voisin, de la fonte dont la combustion du silicium se termine et dont la décarburation n'et pas commencée.
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une rois l'acier, doux ou carburé, déphosphoré comme indiqué cossus, il peut être amené à la teneur voulue en manganèse par les additions usuelles, soit en convertisseur, soit en poche. On constate un rendement excellent.et par suite une faible consommation de ferro-manganèse d'addition.
La scorie légèrement phosphatée, contenant une quantité appréciable de fer qu'il est désirable de récupérer,peut être, ainsi qu'on le verra plus loin, incorporée à la charge sui- vante. Dans ce but, on peut, si elle est en quantité impor- tante, en prélever très rapidement la majeure partie avant séchage, cette fraction enlevée,étant introduite dans la coulée suivante, et retenir, dans le convertisseur la frac- tion restante par un barrage soigné. D'ailleurs, dans la plupart des cas, ce décrassage est inutile, la scorie étant en quantité assez faible pour être convenablement retenue par le barrage.
Lors de la coulée suivante, effectuée sur la scorie qui reste; ouu,a été réintroduite dans le convertisseur, le fer de cette, scorie est régénéré par la fonte et ainsi' récu- péré sans qu'il en résulte un refroidissement appréciable, qu'- il serait au surplus ,facile de' compenser par dosage approprié des riblons.
De même, en ce qui concerne les conditions indiquées plus haut de formation de ladite scorie par soufflage dans un convertisseur toutes les récupérations sont possibles. Si la scorie est préparée dans un convertisseur de service normale l'acier, et éventuellement la scorie en excédent, peuvent être laissés dans l'appareil et sont récupérés dans.. la soûlée suivante effectuée dans cet appareil. Si la scorie est préparée dans un petit convertisseur spécial sur un léger excès seulement d'acier, ce dernier peut, après prélèvement de la scorie, être récupéré par vidage de l'appareil et également rechargé dans un convertisseur sous forme de riblons.
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Le procédé est particulièrement économique dans le cas de préparation de scorie par soufflage car il ne suppose aucun apport dchaleur de l'extérieur et malgré un affinage spécial ne nécessite aucun réchauffage de l'acier. La récupération, d'- une part, de la scorie restant dans le convertisseur, d'autre part, du résidu de la préparation de cette scorie, évite toute perte supplémentaire en fer et, ainsi, le procédé non seulement n'augmente pas la mise au raille, mais ne peut que la diminuer.
D'une façon générale d'ailleurs, le laitier final, s'il n'est pas réincorporé dans une autre opération Thomas, peut être une fois décrassé et mis à part, réutilisé dans toute opération métallurgique admettant, à l'entrée, des matières de cette composition.
De plus, on peut obtenir avec un acier déphosphoré, une température du bain plus élevée que la normale et un acier qui peut être soit un acier doux, soit un acier dur, grâce à la possibilité d'effectuer dans le convertisseur une addition recarburante non nécessairement constituée par une fonte à très faible teneur en phosphore, puisque ce phosphore peut être éliminé par l'action de la scorie liquide ajoutée, et cela sans nouveau soufflage appréciable. Enfin le bain étant garanti contre toute oxydation appréciable, tant au cours de la première déphosphoration, parce que celle-ci est incomplète, qu'au cours de la deuxième, ainsi qu'indiqué plus haut, la consomma- tion totale de Mn peut être notablement réduite.
En effet non seulement le rendement de l'addition manganèse finale est amélioré, mais il est, toutes autres choses égales, possible de traiter sans inconvénient par ce procédé des fontes ayant des teneurs en Mn plus basses que la normale, l'importance du rôle protecteur de cet élément étant réduit du fait de la moindre oxydation finale du bain.
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Process for the production of low phosphorus Thomas steel
It is known that, in the steel fabrication process at the Thomas converter, the elimination of phosphorus results from the formation, on the surface of the bath, of a slag formed by the lime added to the bath, and by the phosphoric acid and other oxides, in particular iron oxides, resulting from the blowing.
To obtain Thomas steel with a low phosphorus content (approximately 0.025%), the applicant has described in its French patent N 810 * 871 of July 21, 1936 a particular process of dephosphorization in two phases, in each of which one add certain determined quantities of lime, and a blowing is carried out. In the first phase, the blowing successively determines the combustion of silicon, then carbon, phosphorus and a partial oxidation of iron and the temples
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rature of the bath rises. The slag formed on contact with the lime is removed. In the second phase, a new quantity of lime is added for the elimination of a new quantity of phosphorus, a new blowing is carried out.
The new addition of lime and blowing wind introduced to achieve the oxidations necessary for the formation of the second slag, however, lead to a certain cooling; Now, it may be advantageous, in particular when one wishes to let the metal rest before casting in order to settle the impurities, or when one wishes to cast slowly, in obtaining a high temperature refined steel.
It is also known to carry out the dephosphorization in the second phase using an oxidizing and molten basic slag, called a "second slag", and to proceed in the presence of this slag to a blowing intended to cause an intense stirring between the slag and the metal to be treated, practically leading to a total chemical balance between the slag and the metal.
When, in one of these two-phase processes, it is desired to obtain quality hard steels with a low phosphorus content, the use of ordinary recarburizing irons must be dispensed with, since these are always too phosphorous and do not it would not be possible to eliminate phosphorus by introducing them at the end of the second phase. If, moreover, with a view to this elimination of phosphorus, the addition was carried out at the end of the first phase, the carbon would be burnt during the blowing in the second phase and the recarburizing addition would therefore be ineffective.
The present invention relates to an economical process of dephosphorization, making it possible to reach, if necessary, a high temperature at the end of the option, while obtaining a phosphorus content of 0.025% at most, whether it s' act of mild steels or carburized steels, in particular rails, the final steel having a degree of oxidation
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extremely small and possessing excellent qualities.
This process is characterized by the following provisions.
A first dephosphorization is carried out according to the process
Thomas usual, the P content of the aoier being able to be lowered only between 0.2 and 0.06% for example; the slag resulting from this first dephosphorization is removed as completely as possible, then a very hot and fluid oxidized basic slag is poured onto the surface of the bath in a suitable proportion. A good superficial contact of this slag with the surface of the bath is ensured by a slight tilting of the converter, leaving just enough wind to prevent the plugging of the holes, and taking precautions so that there does not occur. appreciable stirring of the bath.
The slag is dried by jet of lime, after having immediately taken a fraction if it is in too large a quantity and we finally proceed to casting with dams by carrying out the usual additions.
The process according to the invention differs from the processes already known in that, not only is the total balance between metal and slag not reached, but on the contrary, efforts are made to avoid intense stirring which would be liable to lead to to this balance;
Experience has in fact shown that by simply having recourse to a very short contact as described above and provided that a slag of suitable composition and in sufficient quantity is used, one simultaneously achieves the obtaining of a extensive dephosphorization and the practical absence of oxidation of the metal in the case of dephosphorization of mild steels, as well as the possibility of recarburizing the steel in the converter, then carrying out, on this recarburized steel, the final dephosphorization .
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It results, in fact, from the tests carried out by applying the process, that a partial dephosphorization reaction is obtained, sufficient for most practical cases since it easily falls below 0.025% of P and, at the same time as one avoids the diffusion in the metal bath of large quantities of O, diffusion which would have the effect of a detrimental increase in the 0 content, with all the drawbacks that it entails, in particular combustion significant C in the case of hard steels.
The chemical balance between slag and metal is not reached.
However, this unexpected fact is found that while the dephosphorization reaction has time, during the time of the metal-slag surface contact, to continue to a practicable extent, the diffusion of the oxygen does not occur. occurs to a much lesser degree.
Of course, the quantities of slag to be involved, all other things being equal, must be greater than for operations in which balance is sought.
By means of the process according to the invention, it is possible, by choosing a Thomas iron sufficiently rich in thermogenic elements, to obtain, in the first phase of the treatment, a bath of which the temperature is relatively high and to produce, after elimination of the first slag, a further dephosphorization by the addition of the liquid slag without lowering the temperature of the bath. It is also possible to add to the bath, before the addition of the liquid slag, a recarburizing cast iron, even phosphorous, provided that the quantity of slag used is in relation to the average phosphorus content of the mixture, and obtain the second quasi dephosphorization. instantly without the need for vigorous stirring and consequently without combustion of the reearburation carbon of the bath.
It is therefore possible, thanks to the process according to the invention
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tion, to obtain the converter of dephosphorus hard steels ,, the recarburization being obtained by means of a cast iron even phosphorus.
To implement the method according to the invention, the procedure is as follows.
The liquid iron being in the converter, we first proceed in the normal way, but at a temperature which may be higher than normal, and we stop the operation, which is easy for a practiced operator, at a content in phosphorus high enough so that the bath is not strongly oxidized. This content follows the temperature of the conlée. generally varies between 0.060% '.. and 0.200% and the slag formed is quite fluid.,
This first slag is evacuated all the more carefully as the final phosphorus content rehherée must be lower.
At the same time, there is a liquid oxidized basic slag which can be prepared according to one of the operating methods below.
According to a first method of preparation, a neighboring converter is used, which may be one of the service converters or a converter of very small dimensions reserved for this use, in which the basic slag - oxidized from - is formed. a certain amount of unrefined steel taken from the previous casting. To prepare this slag, if one operates on a service converter, one will leave in the apparatus, well cleaned of its phosphatic slag, a quantity of steel of the order of 1 T. at least, which is left in the apparatus. it will be supercharged by burning iron while progressively proceeding with the addition of good quality granulated lime necessary to finally obtain a slag containing 40 to 45% lime.
In addition, this slag should normally have a content of 30 to 35% iron, in the form of oxides, not all of the steel being incorporated in the slag. These contents are not mandatory.
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ratives, the essential condition being to have a basic and oxidized slag that is very fluid and very hot. The oxidative blowing referred to above will be carried out very quickly so that the duration of the contact of the oxidized iron with the coating is as short as possible.
If the operation is carried out on a converter of very small dimensions, the quantity of steel used can be much more limited and come closer to the quantity strictly necessary to obtain the composition indicated above.
According to a second method of preparation, the slag is removed during an operation in a steel refining furnace, for example Siemens Martin or electric furnace. In this case, this slag could possibly be corrected by additions of iron oxides, fluxes and / or lime or similar substances.
Finally, it is also possible to use a special slag melting furnace, the latter method of preparation allowing greater flexibility in the composition of the slag to be prepared.
The quantity of slag to be used depends both on the phosphorus content of the metal at the end of the first phase, on the greater or lesser perfection of the slag, on the initial P2O5 content of the slag itself, the temperature and also the final phosphorus content to be reached. As an indication, if the slag has been prepared in a converter, and for example contains 2% P2O5 and if the metal contains 0.06% phosphorus, the quantity of slag to be used is of the order of 2.5%, after scouring carried out normally, without special precautions, and for a temperature slightly above the usual temperature of Thomas steel at the end of the operation.
For a phosphorus content of 0.200% of the metal to be dephosphorized, the other conditions remaining the same, the quantity of slag to be used is of the order of 8%. In these two cases, the final content of
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pnospnore obtained is less than 0.025%.
The percentages of slag can be reduced to a considerable extent if a particularly careful cleaning is carried out, if the temperature is lower, if the initial P2O5 content is very low - which can be obtained in particular when the slag is prepared in a special oven: -
It should also be noted that conversely, if it is desired, at the same time as a dephosphorization, to obtain an appreciable desulphurization of the bath, the proportion of slag to be added must be greater, all other things being equal elsewhere.
Likewise, the addition of dephosphorizing slag, as well as its composition, can be varied so as to compensate for the retarding action of the rise in temperature by an increase in the quantity of slag by an increase in its content. basicity or its oxidized iron content.
In this vein, it should be noted that the use of an oven for the preparation of the second slag makes it possible to obtain at will the desired composition for each particular case and;, consequently gives additional flexibility in the application of the process. The preparation of the slag in a Thomas retort leads, in fact, to compositions which are moreover very interesting for most of the practical cases, but which are necessarily limited to a certain extent by the very nature of the operation carried out. in retort.
. The high temperature slag formed by one of the methods of preparation indicated above is taken out, carefully avoiding that it is accompanied by steel, in a bag of suitable dimensions as much as possible, lined with a refractory lining, by example with a high alumina content and it is poured into the converter on the bath of scoured steel to be dephosphorized.
So that a good surface contact is established between the metal and the slag, the converter is tilted slightly, giving the
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wind just necessary to avoid blocking the bottom holes. On the other hand, it is important that vigorous and prolonged brazing does not occur which, emulsifying the slag in the steel, could leave in the latter significant quantities of iron oxides. The activity of the slag and the contact over a large area are sufficient for the dephosphorization to be carried out very rapidly during the very short time materially necessary and sufficient to carry out under the conditions indicated above a single light tilting.
Also the decantation of the slag and its drying by surface projection of granulated lime can be undertaken immediately.
The great speed of the operation and the very rapid drop in activity of the slag due to its cooling in contact with a steel at a lower temperature and especially to its almost immediate drying, lead to the fact that, contrary to popular opinion Commonly, the metal is in practice only extremely slightly oxidized by its contact with the addition slag.
This is also what makes it possible to carry out dephosphorations "hard", by adding to the bath of cleansed mild steel, before treatment with slag, an addition of recarburized cast iron. This can be phosphorous if the quantity of slag then used is related to the average phosphorus content of the mixture.
In order to avoid any difficulty, however, the recarburizing cast iron must be almost completely free of silicon; this is why, when recarburizing with Thomas iron, it is preferable to take, in a nearby converter, the iron whose combustion of the silicon has ended and whose decarburization has not started.
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one kings steel, mild or carburized, dephosphorus as indicated cossus, it can be brought to the desired manganese content by the usual additions, either in converter or in ladle. An excellent yield is observed and consequently a low consumption of additional ferro-manganese.
The lightly phosphated slag, containing an appreciable amount of iron which it is desirable to recover, can be, as will be seen later, incorporated into the next batch. For this purpose, it is possible, if it is in large quantity, to very quickly remove most of it before drying, this fraction removed, being introduced into the next casting, and to retain, in the converter, the remaining fraction by a neat dam. Moreover, in most cases, this scrubbing is unnecessary, the slag being in a small enough quantity to be properly retained by the dam.
During the next casting, carried out on the remaining slag; oru, has been reintroduced into the converter, the iron of this slag is regenerated by the smelting and thus recovered without any appreciable cooling resulting therefrom, which, moreover, it would be easy to compensate by dosing appropriate scrap.
Likewise, as regards the conditions indicated above for the formation of said slag by blowing in a converter, all recoveries are possible. If the slag is prepared in a normal service converter the steel, and possibly the excess slag, can be left in the apparatus and is collected in the next fuse carried out in this apparatus. If the slag is prepared in a small special converter on only a slight excess of steel, the latter can, after removal of the slag, be recovered by emptying the apparatus and also recharged in a converter in the form of scrap.
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The process is particularly economical in the case of slag preparation by blowing because it does not require any input of heat from the outside and despite a special refining does not require any reheating of the steel. The recovery, on the one hand, of the slag remaining in the converter, on the other hand, of the residue from the preparation of this slag, avoids any further loss of iron and, thus, the process not only does not increase the taunting, but can only reduce it.
Generally speaking, moreover, the final slag, if it is not reincorporated in another Thomas operation, can be once cleaned up and set apart, reused in any metallurgical operation admitting, at the inlet, materials of this composition.
In addition, it is possible to obtain, with a dephosphorus steel, a higher than normal bath temperature and a steel which can be either a mild steel or a hard steel, thanks to the possibility of carrying out in the converter a non-recarburizing addition. necessarily constituted by a cast iron with a very low phosphorus content, since this phosphorus can be eliminated by the action of the added liquid slag, and this without appreciable new blowing. Finally, the bath being guaranteed against any appreciable oxidation, both during the first dephosphorization, because it is incomplete, and during the second, as indicated above, the total consumption of Mn can be significantly reduced.
In fact, not only is the yield of the final manganese addition improved, but it is, all other things being equal, possible to treat without inconvenience by this process cast irons having Mn contents lower than normal, the importance of the role protector of this element being reduced due to the slightest final oxidation of the bath.