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Procédé de fabrication d'acier Thomas de haute qualité.
On sait que récemment encore il était presque impossible de fabriquer de l'acier de haute qualité par le procédé Thomas, parce que l'acier Thomas contenait trop de soufre.
Le traitement au convertisseur Thomas ne réduit que peu la teneur en soufre, parce qu'avec la chaux on réintroduit du soufre dans le bain ; ce fait, la fabrication d'un acier Thomas pauvre en soufre nécessite une fonte plus pauvre en soufre que celle que les hauts-fourneaux peuvent fournir en pratique, à moins de partir d'un minerai extraordinairement riche en manganèse ou de conduire la fusion au haut-fourneau
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avec une addition très élevée et peu économique de manganèse.
La fabrication d'acier Thomas de haute qualité est devenue possible grâce au traitement intermédiaire de la fonte par la soude, qui est fréquemment appliqué depuis peu.
On sait que l'application de ce procédé permet de souffler de la fonte de teneur en soufre plus élevée que celle généralement admise jusqu'à présent, sans que la qualité de. l'acier en soit diminuée.
Si, en vue d'économiser de la chaux ou des matières calcareuses dans le haut-fourneau, on produit de la fonte Thomas avec un laitier seni-acide ou acide, on obtient une fonte riche en silicium et par conséquent peu appropriée au soufflage dans les convertisseurs Thomas. Suivant 1'invention,on surmonte cette difficulté en soumettant la fonte, avant le soufflage pour l'acier, à un traitement énergique avec des quantités suffisantes de soude.
La diminution de la teneur de la fonte en silicium, à la suite d'un traitement par la soude, est connue en soi, maisil n'était ni connu, ni prévisible,qu'un traitement approprié par des quantités suffisantes de soude permettrait de réduire la teneur en silicium de moitié et m'orne davantage, sans que l'absorption du silicium par la soude rende impossible la diminution de la teneur en soufre dans la mesure nécessaire pour la production de l'acier Thomas de haute qualité. Cependant il ne suffit pas, dans ce cas, de déverser de la soude solide sur la fonte, ou de l'introduire dans la poche avec la fonte, pendant la coulée de cell e-ci. Par contre l'emploi de soude préalablement fondue s'est avéré très effi cace.
Avantageusement on verse la fonte une ou plusieurs fois de suite à travers de hautes couches de laitier sodique, ou bien on mélange la fonte avec la soude à l'aide de mélan-
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geurs mécaniques ou pneumatiques.On peut également mélanger la fonte avec la soude liquide dans des tambours rotatifs.
Dans ce cas, il est utile de conduire la fonte et la soude en contre-courant, en mettant la fonte en contact d'abord avec de la soude partiellement épuisée et à la fin avec de la soude fraîche. Il est possible aussi de pomper la fonte plusieurs fois à travers le laitier sodique. D'autre' part, il est possible de renforcer le traitement à la soude par une oxydation à l'air ou à l'aide d'oxydes. Au lieu de soude seule, on peut employer des mélanges contenant de la soude.
On réalise avantageusement le procédé en conduisant l'opération avec un laitier semi-acide ou acide, de façon à obtenir une fonte dont la teneur en silicium dépasse 0,5% tandis que la teneur en soufre. peut être quelconque,par exemple de 0,25 à 0,5%. Une telle fonte s'obtient le plus souvent à un prix inférieur à celui de la fonte Thomas basique usuelle, parce qu'elle ne nécessite ni minerai calcareux, ni forte addition de chaux. Par conséquent la production de fonte est élevée, la consommation de coke réduite et le rendement du haut-fourneau bon. De plus, avec ce mode de travail, les dérangements du haut-fourneau sont plus rares que lorsque le laitier est riche en chaux. La fonte riche en soufre ainsi obtenue est traitée avec une quantité suffisante de soude.
On obtient de cette manière une fonte qui contient moins de 0,5% de Si et est très pauvre en soufre. Il est utile d'ajouter suffisamment de soude ou de mélange contenant de la soude pour que la fonte ne contienne pas plus de 0,03% de soufre.L'acier Thomas fabriqué avec cette fonte extraordinairement pauvre en soufre nécessite une addition de manganèse moindre que le soufflage d'une fonte ayant la même teneur en manganèse,mais plus riche en soufre. Un acier de haute qualité s'obtient déjà avec une teneur d'environ 0,25% de manganèse. Ainsi s'est
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révélée erronée l'opinion antérieure suivant-laquelle l'opération au haut-fourneau doit être conduite avec un laitier fortanent basique pour fournir une bonne fonte Thomas.
L'acier Thomas obtenu par le nouveau procédé en partant d'une fonte à laitier acide ou semi-acide est supérieur en qualité à l'acier fabriqué antérieurement.
EXEMPLE;
De la fonte Thomas ayant été préparée au haut-fourneau par fusion d'un minettefrittée avec laitier semi-acide, le laitier du haut-fourneau contenait:
37 % de CaO
33 % de SiO2
19 % de Al2O3 4 % de MgO 1, 5% de FeO
1 % de MnO.
A la coulée on ajouta, par tonne de fonte, 30 kg. de soude préalablement fondue. Après 10 minutes, on vida la poche dans un siphon à laitier sodique contenant une couche de 0,7 m de laitier. La fonte ainsi traitée était facile à souffler et donna après oxydation un excellent acier Thomas pauvre en silicium, facilement soudable,, se prêtant au laminage le plus poussé.
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Analyses: <SEP> % <SEP> , <SEP> si <SEP> . <SEP> P <SEP> S <SEP> . <SEP> Mn
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Bbnteà la coulée ... 3,1 . 0,6 : 1,80 . 0,35 . OS8
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<tb> Fonte <SEP> âpres <SEP> l'addition
<tb> de <SEP> soude <SEP> ........ <SEP> 3,O <SEP> : <SEP> 0,40 <SEP> : <SEP> 1,75 <SEP> : <SEP> 0,08 <SEP> . <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP>
<tb> Fonte <SEP> après <SEP> la <SEP> traversée <SEP> du <SEP> siphon <SEP> 3,0 <SEP> : <SEP> 0,22 <SEP> : <SEP> 1,75 <SEP> : <SEP> 0,028 <SEP> : <SEP> 0,24
<tb> Acier <SEP> fini <SEP> 0,04 <SEP> : <SEP> 0,0 <SEP> 0,046 <SEP> 0,022 <SEP> : <SEP> 0,24
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High quality Thomas steel manufacturing process.
We know that until recently it was almost impossible to manufacture high quality steel by the Thomas process, because Thomas steel contained too much sulfur.
The Thomas converter treatment only slightly reduces the sulfur content, because with lime we reintroduce sulfur into the bath; Therefore, the manufacture of low sulfur Thomas steel requires a smelting poorer in sulfur than that which blast furnaces can provide in practice, unless starting from an ore extraordinarily rich in manganese or carrying out the smelting at blast furnace
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with a very high and uneconomical addition of manganese.
The manufacture of high-quality Thomas steel has become possible thanks to the intermediate treatment of cast iron with soda, which is frequently applied recently.
It is known that the application of this process makes it possible to blow cast iron with a higher sulfur content than that generally accepted until now, without the quality of. steel is diminished.
If, in order to save lime or calcareous materials in the blast furnace, Thomas cast iron is produced with a seni-acid or acid slag, a cast iron rich in silicon is obtained and therefore not suitable for blowing in Thomas converters. According to the invention, this difficulty is overcome by subjecting the cast iron, before the steel blowing, to vigorous treatment with sufficient quantities of sodium hydroxide.
The reduction in the silicon content of the cast iron, following a treatment with soda, is known per se, but it was neither known nor foreseeable that an appropriate treatment with sufficient quantities of soda would make it possible to halving the silicon content and adorns me more, without the absorption of silicon by the soda making it impossible to decrease the sulfur content to the extent necessary for the production of high quality Thomas steel. However, it is not sufficient, in this case, to pour solid soda on the cast iron, or to introduce it into the ladle with the cast iron, during the casting thereof. On the other hand, the use of previously melted soda has proved to be very effective.
Advantageously, the cast iron is poured one or more times in a row through high layers of sodium slag, or else the cast iron is mixed with the soda using a mixture.
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Mechanical or pneumatic geurs.It is also possible to mix cast iron with liquid soda in rotating drums.
In this case, it is useful to conduct the cast iron and the soda in countercurrent, bringing the cast iron in contact first with partially spent soda and at the end with fresh soda. It is also possible to pump the cast iron several times through the sodium slag. On the other hand, it is possible to reinforce the treatment with sodium hydroxide by oxidation in air or with the aid of oxides. Instead of soda alone, mixtures containing soda can be used.
The process is advantageously carried out by carrying out the operation with a semi-acid or acid slag, so as to obtain a cast iron whose silicon content exceeds 0.5% while the sulfur content. can be any, for example 0.25 to 0.5%. Such cast iron is most often obtained at a lower price than that of the usual basic Thomas cast iron, because it does not require either calcareous ore or a large addition of lime. As a result, pig iron production is high, coke consumption reduced and the efficiency of the blast furnace good. In addition, with this mode of work, disturbances in the blast furnace are rarer than when the slag is rich in lime. The sulfur-rich cast iron thus obtained is treated with a sufficient quantity of soda.
In this way, a cast iron is obtained which contains less than 0.5% of Si and is very low in sulfur. It is useful to add enough soda or a mixture containing soda so that the cast iron does not contain more than 0.03% sulfur. Thomas steel made with this extraordinarily low sulfur cast iron requires less addition of manganese than blowing a cast iron with the same manganese content, but richer in sulfur. High-quality steel is already obtained with a content of about 0.25% manganese. So was
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The earlier opinion that the blast furnace operation must be carried out with a strong basic slag to provide good Thomas iron has been found to be erroneous.
Thomas steel obtained by the new process starting from an acid or semi-acid slag melt is superior in quality to the steel produced previously.
EXAMPLE;
From the Thomas cast iron having been prepared in the blast furnace by melting a minette sintered with semi-acidic slag, the blast furnace slag contained:
37% of CaO
33% SiO2
19% Al2O3 4% MgO 1.5% FeO
1% MnO.
To the casting was added, per tonne of cast iron, 30 kg. previously melted soda. After 10 minutes, the bag was emptied into a sodium slag siphon containing a 0.7 m layer of slag. The cast iron thus treated was easy to blow and after oxidation gave an excellent low-silicon Thomas steel, easily weldable, suitable for the most extensive rolling.
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Analyzes: <SEP>% <SEP>, <SEP> if <SEP>. <SEP> P <SEP> S <SEP>. <SEP> Mn
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<tb> Font <SEP> after <SEP> addition
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<tb> Cast iron <SEP> after <SEP> the <SEP> crossing <SEP> of the <SEP> siphon <SEP> 3.0 <SEP>: <SEP> 0.22 <SEP>: <SEP> 1.75 <SEP>: <SEP> 0.028 <SEP>: <SEP> 0.24
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