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"Perfectionnements apportés à la fabrioation de l'aoier".
La présente invention est relative à la fabrication de l'acier par le procédé Bessemer basique.
Ses principaux objets sont de fournir un produit de haute qualité ou amélioré particulièrement sous le rapport du degré de pureté que l'on peut obtenir et de produire ce produit sans perte de fer indue ou diminution indésirable du rendement qu'on peut obtenir quand on donne le vent à l'acier normal, cependant que le procédé est tel que l'a- oier soit maintenu dans un état pur.
Dans la demande de brevet anglais n 493.610 de la déposante, il est décrit un procédé de fabrication d'acier par un procédé Bessemer basique comprenant deux phases de soufflage, à savoir un premier soufflage avec une matière saorifiante appropriée comme dans la pratique normale du procédé Bessemer enlèvement de la scorie, addition d'autres matières scorifiantes au convertisseur suivie d'un second
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soufflage.
La présente invention consiste en un procédé Bessemer basique en deux phases du type décrit, dans lequel au cours de la première phase de soufflage la température de la char- ge est élevée au-dessus de celle habituellement employée conformément à la pratique normale ou en substance normale du procédé Bessemer, par réduction ou omission des addi- tions de mitraille habituelles ou par chauffage préalable de toute mitraille éventuellement ajoutée; de préférence, l'enlèvement de la scorie après le premier soufflage est effectuée par déversement et râllage ou brassage ;
onajou- te ensuite les constituants pou@la seconde scorie, qui compremnent environ 3 de chaux et de sable ou un mélange équivalent ou une quantité équivalente, après quoi on effectue le second soufflage, la teneur en soufre de l'a- cier fini, excepté dans la mesure où elle est modifiée le cas échéant par les opérations susmentionnées, étant com- plètement ou principalement réglée par le choix du fer in- troduit dans le convertisseur.
L'invention consiste aussi en un procédé de fabrica- tion d'acier conformément au paragraphe précédent, dans lequel une ou plusieurs des phases ou modifications sui- vantes sont aussi prévues, à savoir: a) l'emploi, pendant la totalité de la période de souffla- ge ou pendant une partie quelconque de celle-ci, de gaz autres que l'air pour le soufflage, par exemple de l'oxy- gène, de l'anhydride carbonique ou des gaz mixtes, b) l'addition d'autres désoxydants après la séparation de la scorie et après le second soufflage soit dans le convertisseur soit dans la poche de coulée ou encore dans les deux en tenant compte de l'acier désiré.
L'invention consiste aussi en un procédé conforme à l'un ou l'autre des deux paragraphes précédents, dans le-
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quel des additions contenant du carbone sont faites après le second soufflage pour permettre qu'une réaction gazeuse favorable ou un bouillonnement avantageux soit provoqué dans le métal dans le convertisseur ou dans un four ou récipient séparé.
L'invention consiste aussi dans un procédé de fabri- cation d'acier en substance tel qu'il est décrit avec référence à l'un quelconque des exemples donnés ici et dans les produits en acire quand ils sont obtenus par ce procédé.
Dans la mise en oeuvre de l'invention suivant une for- me donnée à titre d'exemple, on donne d'abord le vent au fer comme dans la pratique normale, en employant la quanti- té de chaux normale jusqu'à ce que la teneur en phosphore soit réduite à la valeur habituelle, pour l'acier normal, de 0,03 à 0,08 pour cent, mais on maintient plus de chaleur que d'habitude dans le métal en employant moins de mitrail- le, en utilisant de la mitraille très chaude ou en omettant les additions de mitraille.
La soorie provenant de la phase ci-dessus est enlevée aussi complètement que possible par déversement et râblage.
Les constituants pour la formation d'une seconde soo- rie sont ajoutés au convertisseur. Un exemple de ces cons- tituants est environ 680 Kg de chaux et environ 45 Kg de sable pour un convertisseur de 25, 40 tonnes métriques, mais d'autres constituants et d'autres quantités sont pos- sibles.
Un second soufflage est opéré pendant 10 à 30 seoon- des environ, la période étant ohoisie plus ou moins longue suivant que la teneur en phosphore estimée à la fin du soufflage normal est plus ou moins grande. On prend soin d'éviter toute extension de cette période de soufflage qui conduirait à une perte de fer ou à une formation oonsi-
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dérable d'oxyde de fer ou aux conditions hautement oxydan- tes nécessaires à l'enlèvement substantiel du soufre,ce dernier étant maintenu à une valeur suffisamment faible par l'emploi de fer convenablement traité pour donner peu de soufre combiné avec la diminution naturelle obtenue par contact avec des scories de chaux pendant les deux phases dt soufflage. La teneur en phosphore est réduite pendant cette phase à une valeur très faible.
Des variantes opératoires sont maintenant possible±, en particulier les suivantes: (a) La seconde soorie est retenue dans le convertisseur
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-1'd..<1M" fiT tandis que le métal est versé dans la poche de coulée, à laquelle des désoxydants ou des éléments d'alliage sont ajoutés.
(b) La seconde scorie est enlevée aussi complètement que possible par déversement ou sablage ou les deux, et des désoxydants ou des éléments d'alliage sont ajoutés au métal dans le four avant le déversement. Ces mesu-
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oe%oe permettent provoquer une réaction res opëratae- permettent de provoquer une réaction gazeuse ou un bouillonnnement favorable dans le mé- tal contenu dans le convertisseur, ou dans un four ou récipient séparé, au moyen d'additions contenant du carbone,
Il est possible de combiner ces deux variantes opéra- toires, mais cela n'est pleinement avantageux que si cette combinaison est faite de manière à éviter le contact, au- tant que possible, entre désoxydant@et scorie, en vue d'em- pêcher le phosphore de rentrer dans le métal.
Des désoxydants ou des éléments d'alliage ou autres tels que le fero-manganèse, le spiegeleisen ou fonte man-
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garrès .9 silicium, le titane, le ziroonium, l'aluminium, le cuivre, le nickel, le chrome, le molybdène, le tungstè- ne, le cobalt ou le vanadium ou des mélanges de ces corps,
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peuvent être ajoutés soit au convertisseur soit à la poche dooulée on encore au moule, comme on le désire, de façon à régler l'état final d'oxydation ou à introduire des élé- ments d'alliage dans l'acier, ou pour la production de n'importe quel type d'acier, ou aux deux fins à la fois.
On peut opérer toutes additions convenables comme dans la pratique normale de la fabrication de l'acier, et l'on peut employer des méthodes normales de finissage de l'acier.
Il est souvent avantageux d'éviter le contact, autant que possible, entre les désoxydants et la scorie puisque ce contact cause le retour du phosphore de la scorie au métal. Ceci peut être réalisé efficacement en opérant les additions à la poche de ooulée, et en retenant en même temps la scorie dans le convertisseur. Du manganèse ou du silioium peut, par exemple, être ajouté par emploi de ferro-manganèse ou de ferro-silicium en morceaux ayant à peu près la grosseur d'une noix, que l'on jette dans la po- che de coulée avec le courant de métal venant du convertis- seur. De l'aluminium ou du cuivre, comme autres exemples, peut être ajouté d'une manière similaire, sous la forme de petits moraaaux des métaux purs. Comme variante, il convient parfois de faire les additions à la poche de coulée sous la forme d'alliage ou métaux fondus.
En procédant conformément aux méthodes susdites, on produit divers types d'acier suivant le traitement final au four, le traitement dans la poche de coulée et le type de moule employé. On peut notamment obtenir de l'acier effer- vescent (en anglais "rimming or efferverscing steel), o'est- à-dire de l'acier auquel on ne fait aucune addition désoxy- dante autre que du manganèse et que l'on coule en moules ou- verts, de l'acier désoxydé ou dégazé (en anglais "killed
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steel") ou de l'acier "bouché ou coiffé" (en anglais "plug- ged or capped steel"), c'est-à-dire de l'acier partielle- ment désoxydé dont la surface supérieure est refroidie brusquement dans les moules par un tampon ou un autre môyen.
On emploie normalement de l'air pour le-soufflage mais on peut réaliser le procédé avec avantage en employant d'autres gaz oxydants pour le soufflage, tels que l'oxygène ou l'anhydride carbonique ou des mélanges de ceux-ai avec ou sans addition d'air et chacun de ces gaz, y compris l'air quand il est employé seul, peut être séché ou chauffé préa- lablement.
On a constaté, suivant l'invention, que de la manière exposée ci-dessus, on obtient un produit d'une pureté très élevée ou même inusitée probablement à cause d'une combi- naison de facteurs qui résultent du procéder Les teneurs en carbone et en phosphore, par exemple, sont extraordinai- rement faibles et, puisque ces corps sont des éléments de ségrégation, l'acier est rendu exempt d'effets de ségréga- tion tels que ceux d'où résulte la formation de bandes ou un manque d'uniformité du produit laminé. Les impuretés non métalliques sont aussi présents en faible quantité; elles sont de petite dimension et sont distribuées d'une façon homogène, ce qui renforce les effets favorables qui viennent d'être mentionnés.
Ces caractéristiques de pureté et d'uniformité conduisent à une haute ductilité, à une ténacité élevée et à des propriétés de déformation excep- tionnelles, qui toutes permettent à l'acier de résister à des conditione de fabrication ardues, comme celles existant dans la fabrication de produits laminés à froid ou étirés ou de pièces estampées profondément ou pressées. Les avan- tages de l'acier pour ces Mages sont aussi augmentés gran-
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dement par la haute qualité de sa surface.
Dans le ,procédé suivant la présente invention, la chaux peut être remplacée en totalité .ou en partie par d'autres matières basiques, telles que la domomite ou la* magnésite, capables d'agir de la même manière que la chaux, c'est-à-dire des matières qui forment des .phosphates sta- bles par oombinaison avec l'anhydride phosphorique qui est formé par oxydation pendant le soufflage, ou par des oom-, posés d'éléments du groupe alcaline-terreux: calcium, ma- gnésium, baryum ou strontium.
De plus,.l'emploi de sable n'est pas essentiel, mais contribue à augmenter la fluidi- té de la scorie. fil peut être omis ou remplacé, en tout ou en partie, par d'autres'matières destinées à favoriser la fluidité, telles que d'autres matières siliceuses, c'est-à-dire n'im- porte .quelle matière contenant de la silice en masse; un exemple d'une matière de ce genre étant la silice broyée ou le spath flu@, le chlorure de calcium, le minerai de fer ou les battitures de laminoir.
Si le procédé doit être réalisé de façon à produire une scorie qui doit éventuellement faire partie d'une sco- rie d'engrais, l'emploi de spath fluoe n'est pas reoomman- dé parce que le spath fluoe diminue la solubilité à l'a- cide citrique.
Dans la réalisation du procédé, il est nécessaire, comme dans tous les procédés de fabrication de l'acier, d'assurer que l'acier fondu avant le moulage contienne une quantité de chaleur permettant un bon déversement et une bonne aptitude au moulage. Il est généralement désira- ble d'augmenter légèrement la température du métal à la fin de la piode de soufflage usuelle en vue de compenser les legers effets de refroidissement produits par l'addi- tion des matières pour la seconde scorie et par la période
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de soufflage additionnelle.
REVENDICATIONS.-
1. Procédé de fabrioationd'acier par la méthode Bessemer basique qui comprend le soufflage, l'enlèvement de la scorie, l'addition de constituants de formation d'une seconde scorie au
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convertisseur suivie d'un second soufflage, procédé dans lequegàoe4* ' la première phase de soufflage, conformément à la pratique Besse- on mer nor@ale en substance normele, on introduit une modifica- tion consistant en ce que la température est élevée au-dessus de celle employée habituellement,(a) par réduction ou omission des additions demitraille habituelles, ou (b) par chauffage préalable de toute mitraille éventuellement ajoutée;
l'enlève- ment des scories après le premier soufflage est effectué par déversement et râblage, après quoi les constituants pour la seconde scorie comprenant environ 3% de chaux et de sable ou un mélange équivalent ou une quantité équivalente sont ajoutés, et le second soufilage est effectué ensuite, la teneur en souffre de l'acier fini, excepté dans la mesure où elle est modifiée le cas échéant par les opérations susmentionnées, étant complètement ou principalement réglée par le choix du fer introduit dans le convertisseur.