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PROCEDE DE FABRICATION DE L'ACIER AU CONVERTISSEUR BASIQUEo
La présente invention se rapport à un procède de fabrication de l'acier au convertisseur Thomas à garnissage basique.
Dans sa forme primitive, le procédé Thomas ne permet pas, en gé- néral,d'obtenir des aciers à très faibles teneurs en azote, phosphore et soufre, ni d'éviter des pertes assez sensibles en métal, dues soit à des pro- jections lors du soufflage, soit à l'oxydation du fer, cause du dégagement de fumées rousses d'oxydes de fer et de la formation de scories, fortement ferrugineuses.
Certaines variantes du procédé, plus ou moins perfectionnées, ont recours, pour le soufflage, par exemple, à de l'air suroxygéné ou à d'autres mélanges gazeux oxygénés, appauvris en azote ou même pratiquement exempts d'azote; elles n'ont que partiellement remédié à ces divers incon- vénients, ou ne se sont pas avérées intéressantes au point de vue économi- que,
On a déjà revendiqué, dans le but d'améliorer la qualité de l'a- cier fabriqué au convertisseur,de remplacer, dans la .conversion au moyen de l'air suroxygéné., une partie de la chaux du lit de fusion par du carbonate de chaux sous forme de castine ou par d'autres carbonates. C'est en fait utiliser l'excédent des calories disponibles inhérent à l'emploi d'oxygène industriellementpur pour axalter l'action de la scorie sur le métal du bain.
Cet artifice qui-entraîne une amélioration très sensible de la déphosphoration et de la désulfuration, n'est que peu efficace pour l'éli- mination de l'azote des aciers et ne supprime pas les pertes dues aux pro- jections ou à l'oxydation.
De plus., il est également connu d'effectuer le soufflage des fontes aux convertisseurs au moyen de mélanges d'air suroxygéné ou d'oxygène et de vapeur d'eau, ce qui, sans cependant produire un effet utile aux points de roue de la désulfuration et de la déphosphoration, permet de fabriquer des aciers à très basse teneur en azote, et, en atténuant l'oxydation, de suppri- mer les fumées roussesde réaliser une scorie à teneur en fer normale et de
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modérer les projections. -
Les deux procédés entraînent donc une -amélioration de caractères différents et en quelque sorte complémentaires.
Or on a constaté, que l'excédent de chaleur disponible grâce à l'utilisation d'oxygène industriellement pur comme vent de soufflage, peut être mis à prof pour décomposer, dans une même opération, tant le ou les carbonates rporés au lit de fusion que la tapeur d'eau insufflée dans le métal conjointement avec l'air suroxygéné ou l'oxygène.
Il est donc proposé suivant l'invention, de combiner dans un ¯procédé unique les deux procédés en question, pour bénéficier ainsi aussi bien des avantages découlant de la substitution de la chaux par de la cas- tine que de ceux du soufflage au moyen d'oxygène et de vapeur d'eau.
Cette combinaison des deux procédés c'est-à-dire le remplace- ment de la chaux par¯-de la castine ou autre carbonate combiné au soufflage par un mélange d'oxygène et de vapeur d'eau peut varier, dans le détail, suivant les circonstances locales de la fabrication, mais doit néanmoins obéir à certaines règles générales qui trouvent leur expression dans les exemples non limitatifs'suivants, de modes d'exécution du procédé selon 1 -* invention.
Suivant un premier mode d'exécution, la-castine?est introduite en un ou plusieurs apports, pendant la période de soufflage-au moyen du mé- lange oxygène - vapeur, ce mélange étant utilisé depuis le début de l'opé- ration ou seulement vers le milieu de la décarburation. Le moment le plus propice pour l'introduction de la castine, est situé vers la fin de la période de décarburation. Les morceaux de castine sont, -de préférence, de dimensions sensiblement constantes, tels qu'ils résultent par exemple d'un triage -mécanique mais la dimension maximum doit être choisie de façon que le décomposition de la castine soit pratiquement terminée au moment ou l'on abaisse la cornue.
Cette dimension maximum dépend d'ailleurs de condi- tions locales, telles que la qualité de la castine et,la dimension des cornues.
Ainsi qu'il est bien connu, pour conserver la même basicité deh scorie,la quantité de castineà introduire doit représenter en oxyde de calcium l'équivalent de la chaux supprimée à l'enfournement. A titre indi- catif, on peut signaler qu'une marche avantageuse a été obtenue par suppres- sion à l'enfournement d'une quantité de chaux pouvant aller jusqu'à 50%,
L'exemple suivant, nullement limitatif, d'une opération en cornue de 14 tonnes en marche basique, fera mieux comprendre comment l'opération peut être conduite. a) On supprime à l'enfournement 275 kg de chaux
Le réglage de l'addition de mitrailles et ou de minerais se fait sur les bases suivantes : mélange O2 - vapeur thermiquement équivalent à l'air atmosphérique oxygène 63 % en poids, vapeur 37 % en poids.
Par kilog :d'oxygène en plus de ces proportions, supplément de 3,2 kg. de mitrailles.
Equivalents thermiques - chaux 1 kg. pour l,8Kg. de mitrailles -minerais de fer Suède, 63% de fer, 1 kg. pour 2,8Kg. de mitrailles -vapeur en supplément de la proportion, ' 1 kg. pour 5,8Kg. de'-.mitrailles - castine 1 kg, pour 3,-Eg. de mitrailles.
Le remplacement de 1 kg. de chaux par environ 1, 6 de castine fait donc perdre la possibilité de traiter ' ' 1,6 x 3 - 1,8 = 3 kg. de mitrailles.
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Il faut noter que ces chiffres résultent de l'expérience d'une aciérie et ne sont donc strictement valables que pour des conditions loca- les déterminées. Ils constituent néanmoins pour toute aciérie une bonne approximation qui peut servir de point de départ à une fabrication. b) On procède au soufflage suivant l'une des méthodes connues pour l'uti- lisation du mélange O2 - vapeur.
Par exemple, on souffle dès le début un mélange O2 - vapeur dans lequel la vapeur est prise à l'état surchauffé vers 250 0, la proportion de vapeur dans le mélange se situant entre 30 et 45 % en poids. On peut aussi débuter par une période de soufflage au moyen d'air enrichi à environ 30 % d'oxygène et passer ensuite au soufflage du mélange O2 - vapeur après¯ une minute ou seulement vers le milieu de la décarburation. c) Sans arrêter le soufflage, on fait une première addition d'environ 300 kg de castine en morceaux de 10/20 mm lorsque la diminution de la flamme de décarburation devient bien sensible et l'on procède à la seconde addition d'en- viron 300 kg de castine immédiatement avant la fin de la décarburation.
Le temps séparant les deux additions de castine peut être de l'ordre d'une mi- nute. d) On poursuit le soufflage et on le termine au moyen du mélange O2 - vapeur.
Un autre mode d'exécution de l'invention spécialement prévu n'est applicable qu'aux fontes ne donnant pas lieu à des projections considérables.
Il consiste à introduire la castine avant le mélange O2 - vapeur. Le souffla- ge débute alors de préférence au vent suroxygéné à 30 %-et l'on passe au souf- flage au moyen du mélange O2 - vapeur vers le milieu de la décarburation. La castine est introduite en une ou plusieurs additions vers la fin de la pério- de de soufflage au vent enrichi. Les règles concernant les dimensions des morceaux de castine et le réglage de l'enfournement restent les mêmes que pour le premier mode de réalisation.
Suivant un troisième mode d'exécution prévu, la castine est incor- porée sous forme pulvérisée au gaz de soufflage.
L'acier obtenu par ces procédés se caractérise par sa teneur ex- cessivement basse en azote ainsi que par des teneurs en soufre et phosphore nettement inférieures à ce qui peut être 'obtenu dans les mêmes conditions par le procédé ordinaire de conversion. Il en résulte d'excellentes proprié- tes physiques de l'acier.,
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication de l'acier'au convertisseur basique, par insufflation de mélanges gazeux contenant de l'oxygène industriellement pur, caractérisé en ce que l'on souffle,pendant tout ou partie de la conversion un mélange d'oxygène et de vapeur d'eau et en ce que l'on remplace une partie ou la totalité de la chaux de la charge par du carbonate de chaux (sous forme de castine) ou par un autre carbonate équivalent, l'é- lément basique résultant de la diminution du carbonate passant dans la scorie.