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PROCEDE POUR LA FABRICATION DES ACIERS COMPOSES:, PRESENTANT.DES QUALITES AMELIOREES, NOTAMMENT UNE BONNE APTITUDE A LA DEFORMATION.
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Il est connu lors de la fabrication de 19açier, dinsuffler de l9oxy gène dans le bain en fusion pour accélérer la fusion et le processus d5affinage.
L9objet de 1?invention est un procédé pour la fabrication des aciers composés présentant des qualités améliorées., procédé qui comprend Inapplication de 19însufflation d9oxygène. Selon Pinventi0n on ajoute au bain de fusion de lyacier, presque toujours dans le four électrique, d-9abord les matières d'allia- ge suivantes manganèse, chrome, tungstène, ou leurs ferro-alliages,, ensuite on insuffle de l j) oxygène dans le bain de fusion et enfin on réduit le laitier provenant du raffinage.
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On obtient un acier, dans lequel même s'il comporte des métaux d.9al- liages à haute teneur, le défaut de la rupture à chaud est toujours évité. L'a- cier se laisse forger et laminer facilement avec des écarts de température plus considérables et présente dans la déformation à froid, une ductilité améliorée.
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En outre l9acier possède des qualités de résistance améliorées. Par l'insuffla= tion de l'oxygène on obtient un enlèvement intensifié des gaz et des occlusions nuisibles, ainsi que 1?élimination des souillures qui sont automatiquement in-
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troduites par l'adjonction des alliages dans 19acîer. L"acier est complètement débarrassé des impuretés.
Une teneur en silicium trop élevée (souvent indésirable) conditionnée par la teneur en silicium des alliages ajoutés., est diminuée et/ou ajustée au niveau requis.
Le laitier provenant du raffinage est réduit, de préférence avant
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l'insufflation d9oxrgène à appliquer, selon l'invention, dans le bain de ,fusion d.9acier sans ajoute d'agents réducteurs. Ceux=ci ne sont ajoutés au laitier provenant du raffinage qu'après l'insufflation de 1?oxygène et peuvent, comme il est connu, être constitués par les matières suivante s carbone, silicium,
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aluminium, siliciure de calcium et d'autres,
Il est le plus souvent nécessaire que les bains de fusion d'acier soient épurés ou affinés avant l'addition des produits d'alliage pour enlever dans une proportion suffisante les matières d'accompagnement du fer, par exem- ple le phosphore, et de régler la teneur en carbone de façon telle que,
compte tenu du carbone qui est ajouté par les produits d'alliage la teneur en carbone de l'acier fini puisse être calculée d'avance. Dans ce cas on peut aussi uti- liser l'insufflation d'oxygèneo L'exemple suivant procure quelques détails intéressants sur les possibilités du Procédé.
Dans un four à électrodes un acier de la composition suivante devait être obtenu par fusion; 0,50 - 0,60% de C., jusqu'à 0,80% de silicium, 17-19 % de manganèse, 0,100 % maximum de phosphore, 0,020 % maximum de soufre, 3 - 4 % de chrome.
Ont été chargées 5,5 tonnes d'une composition initiale suivante : 0,64 % de C, 0,94 % de Mn, 0,085% de P, 0,05 % de Cr et 0,12% de Ni. Le bain de fusion fut affiné avec de l'oxygène et additionné d'un peu de minerai jusqu'à 0,38% de C, 0,81 % de Mn, 0,020 % de P, le bain fut ensuite décrassé.
Ensuite, il fut ajouté 1800 kg de manganèse raffiné et 400 kg de Fe-Cr (le lai- tier provenant du raffinage ne contenait pas de réducteur) et environ 69 m3 d'oxy- gène furent insufflés.. Après cela la teneur en C était passé à 0,54%, la teneur de Mn à 15,8% et la teneur de Cr à 3,8 %.
D'après calculs la teneur en C à 0,60% la teneur en Mn à 18,00 % et la teneur en Cr à 3,80% furent réglées avant l'in- sufflation de l'oxygèneo Enfin, le laitier provenant du raffinage, dont la quan- tité est maintenue relativement petite pour éviter l'emploi de quantités impor- tantes de réducteurs, fut réduit au moyen des produits habituels (C; Fe - Si, CaSi, Al) et une oxydation finale au moyen de 25 kg de Fe-Si (75%)--et 3 kg de Al fut opérée.
L'analyse finale fit apparaître les teneurs suivants : 0,59% de C; 0,27 % de Si, 17,2% de Mn, 0,04 % de P, 0,005% de S, 3,80 % de Cr, 0,10 % de Ni.
L'acier se laissait extrêmement bien forger et avait un degré de pureté extra- ordinaire et des qualités de résistance .améliorées. Le procédé peut, cependant, être également appliqué aux bains de fusion, dans lequels la charge du four con- tient déjà les éléments d'alliage sous forme de mitraille d'alliageso Ce'pro- cédé revêt une importance spéciale pour la réduction des aciers à forte teneur en manganèse provenant de mitrailles qui présentent une forte teneur en manga- nèse,par exemple, l'acier dur au manganèse, comportant environ 1-1,4% de car- bone et environ 11 -15% de manganèse ou l'acier austénitique au manganèse com- portant environ 0,4 % de carbone, environ 18% de manganèse et 3% de chrome.
On a constaté que les aciers obtenus par fusion d'une telle mitraille sont moins malléables à cause des refontes successives que la mitraille a déjà subi.
L'aptitude au--laminage disparait le plus souvent après la première refonte de l'aciero
Suivant le procédé de l'invention il est, cependant, possible de fabriquer également parrefonte, des aciers avec une haute teneur en manganèse, qui se laissent facilement travailler et aussi laminer. La mitraille à haute teneur en manganèse est fondue dans le four électrique et affinée avec de l'oxy- gène après la fusion. Immédiatement après cet affinage, le laitier peut être réduit, si l'on veut renvoyer, tout ou partie au bain de fusion, les métaux sco- rifiés, tels que le manganèse et le chrome. Ensuite, le bain de fusion d'acier est réduit.
Dans le cas d'une réduction au moyen d'aluminium, l'addition d'alu- minium doit être réglée de telle façon, qu'il ne subsiste pratiquement aucun excès d'aluminium que la quantité nécessaire pour la désoxydation.
Une quantité excessive d'aluminium nuirait à l'aptitude à la défor- mation et au laminage de l'acier.
Si la teneur en métaux d'alliage dans le bain de fusion est trop basse, le réglage de la teneur en métaux d'alliage requise peut s'effectuer de la façon usuelle par l'addition de produits d'alliage. Il est possible d'effec-
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tuer ces additions avant 1.1'affinage du 'bain de fusion par 1-loxygene. On doit mélanger des minerais en proportion telle qu90n dispose d.9une quantité suffisan- te, par exemple d9vn excès d9au moins de 0,2 % de carbone pour l'affinage au moyen d'oxygène.
Lors de 1-'affinage au moyen d'oxygène on atteint une température
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élevée d'environ 17000 et plus Si lors de l9aff3nage au moyen d9oxygéne les températures deviennent trop élevées et si les laitiers attaquent trop forte- mentle procédé peut aussi s9effectuer de façon telle que l'acier après la fu- sion est versé dans une poche de coulée ou dans un récipient similaire, par exemple un récipient semblable à un convertisseur et peut y être affiné au moyen d'oxygène et enfin culbuté à nouveau dans le four pour continuer le traitement.
De cette façon le revêtement du four,, qui, comme il est connu, est beaucoup plus couteux qu'un revêtement d'une poche de coulée est considérablement ménagéo
De cette façon on parvient à fabriquer, malgré la refonte, des aciers au manganèse, qui se laissent facilement travailler et laminer et qui peuvent
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contenir éventuellement quelques petites quantités d9autres éléments d-9alliages,, REVENDICATIONS c:::::J=c::::J ..--=a:::x;;:Q 1) Procédé pour la fabrication des aciers à haute qualité et des
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aciers à haute teneur d'alliagess spécialement dans un four électrique, sous addition d'oxygène au bain d9acier,, caractérisé en ce que l'on ajoute au bain de fusion de 1?acier les matières dalliages suivantes :
manganèse, chrome,
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tungstène, ou leurs ferro-alliages ou de la mitraille d9alliages contenant les mêmes éléments, en ce que 1?on insuffle ensuite 1?oxygène dans le bain de fusion et enfin en ce que le laitier provenant du -raffinage est réduit.
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PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF COMPOSITE STEELS :, PRESENTING IMPROVED QUALITIES, ESPECIALLY GOOD DEFORMATION ABILITY.
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It is known in the manufacture of steel to inject oxygen into the molten bath to speed up the melting and refining process.
The object of the invention is a process for the manufacture of composite steels exhibiting improved qualities, which process comprises the application of oxygen insufflation. According to the invention, the lyacier molten bath, almost always in the electric furnace, is first added to the following alloying materials manganese, chromium, tungsten, or their ferro-alloys, then oxygen is blown into the bath. the molten bath and finally the slag from the refining is reduced.
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A steel is obtained in which even though it contains high-grade alloyed metals, the failure of hot fracture is still avoided. The steel can be forged and rolled easily with greater temperature variations and exhibits improved ductility in cold deformation.
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In addition, steel has improved strength qualities. By blowing in oxygen, an intensified removal of harmful gases and occlusions is achieved, as well as the elimination of soils which are automatically contaminated.
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troduced by the addition of alloys in 19acîer. The steel is completely free of impurities.
An excessively high (often undesirable) silicon content, conditioned by the silicon content of the alloys added., Is reduced and / or adjusted to the required level.
The slag from refining is reduced, preferably before
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insufflation d9oxrgène to be applied, according to the invention, in the bath of melting d.9steel without adding reducing agents. These are only added to the slag from the refining after the oxygen has been blown in and may, as is known, consist of the following materials: carbon, silicon,
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aluminum, calcium silicide and others,
It is most often necessary that steel molten baths be purified or refined before the addition of the alloy products to remove in a sufficient proportion the accompanying materials of the iron, for example phosphorus, and of adjust the carbon content in such a way that,
taking into account the carbon which is added by the alloy products the carbon content of the finished steel can be calculated in advance. In this case the blowing of oxygen can also be used. The following example provides some interesting details of the possibilities of the Process.
In an electrode furnace, a steel of the following composition had to be obtained by melting; 0.50 - 0.60% C., up to 0.80% silicon, 17-19% manganese, 0.100% maximum phosphorus, 0.020% maximum sulfur, 3 - 4% chromium.
Were loaded 5.5 tonnes of the following initial composition: 0.64% C, 0.94% Mn, 0.085% P, 0.05% Cr and 0.12% Ni. The molten bath was refined with oxygen and added a little ore up to 0.38% C, 0.81% Mn, 0.020% P, the bath was then scoured.
Then, 1800 kg of refined manganese and 400 kg of Fe-Cr (the slag from the refining did not contain any reducing agent) were added and about 69 m3 of oxygen was blown in. After that the C content had increased to 0.54%, the Mn content to 15.8% and the Cr content to 3.8%.
According to calculations, the C content at 0.60%, the Mn content at 18.00% and the Cr content at 3.80% were adjusted before the oxygen sufflation. Finally, the slag coming from the refining, the quantity of which is kept relatively small to avoid the use of large quantities of reducing agents, was reduced by means of the usual products (C; Fe - Si, CaSi, Al) and a final oxidation by means of 25 kg of Fe-Si (75%) - and 3 kg of Al was operated.
The final analysis showed the following contents: 0.59% C; 0.27% Si, 17.2% Mn, 0.04% P, 0.005% S, 3.80% Cr, 0.10% Ni.
The steel was extremely well forged and had an extraordinary degree of purity and improved strength qualities. The process can, however, also be applied to molten baths, in which the furnace charge already contains the alloying elements in the form of alloy scrap. This process is of special importance for the reduction of steels. high manganese content from scrap which has a high manganese content, for example hard manganese steel, having about 1-1.4% carbon and about 11-15% manganese or l Austenitic manganese steel having about 0.4% carbon, about 18% manganese and 3% chromium.
It has been observed that the steels obtained by melting such a scrap are less malleable because of the successive remelting that the scrap has already undergone.
The suitability for - rolling usually disappears after the steel has been remelted for the first time.
According to the process of the invention, however, it is also possible to manufacture, by re-casting, steels with a high manganese content, which can be easily worked and also rolled. The high manganese scrap is melted in the electric furnace and refined with oxygen after melting. Immediately after this refining, the slag can be reduced, if it is desired to return all or part to the molten bath, the scorified metals, such as manganese and chromium. Then the steel melt is reduced.
In the case of reduction by means of aluminum, the addition of aluminum should be controlled in such a way that practically no excess of aluminum remains other than the amount necessary for deoxidation.
An excessive amount of aluminum will adversely affect the deformability and rollability of the steel.
If the content of alloying metals in the molten bath is too low, the adjustment of the required alloying metal content can be carried out in the usual manner by the addition of alloy products. It is possible to perform
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kill these additions before refining the melt with 1-oxygen. Ores should be mixed in such proportion that a sufficient quantity is available, eg at least 0.2% excess of carbon for refining with oxygen.
During refining with oxygen, a temperature
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high of about 17000 and more If during the refining with oxygen the temperatures become too high and if the slags attack too strongly the process can also be carried out in such a way that the steel after the smelting is poured into a ladle of casting or in a similar vessel, for example a converter-like vessel and can be refined there by means of oxygen and finally tumbled back into the furnace to continue processing.
In this way the coating of the furnace, which, as is known, is much more expensive than a coating of a ladle is considerably spared.
In this way it is possible to manufacture, despite the overhaul, manganese steels, which can be easily worked and rolled and which can
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possibly contain some small quantities of other alloying elements ,, CLAIMS c ::::: J = c :::: J ..-- = a ::: x ;;: Q 1) Process for the manufacture of high quality and
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Steels with a high alloy content, especially in an electric furnace, under the addition of oxygen to the steel bath, characterized in that the following alloying materials are added to the molten bath of the steel:
manganese, chromium,
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tungsten, or their ferroalloys or alloy scrap containing the same elements, in that the oxygen is then blown into the molten bath and finally the slag from the refining is reduced.