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PROCEDE POUR DESOXYDER DES BAINS DE FUSION DE FER ET D'ACIER.
La désoxydation de bains de fusion de fer ou d9acier est gère- ralement effectuée en plusieurs échelons. On fait d9abord agir sur l'acier, presque toujours encore dans le four, des matières ayant une affinité moins grande pour 1?oxygène telles que, par exemple, le ferro-menganèse seul ou ensemble avec du ferro-silicium ou du silico-manganèse ou des alliages analogues. Lorsque 1?on utilise ces alliages, il se produit, dans l'acier, des oxydes liquides qui montent relativement vite et avec lesquels on éli- mine la majeure partie de l'oxygène du bain de fusion d'acier.
Ce nest que plus tard, au moment de la coulée dans la poche ou, plus rarement en- cere, dans les coquilles ou moules de coulée, que l'on ajoute des désoxy- dants contenant des éléments ayant une plus grande affinité pour l'oxygène, par exemple l'aluminium,le calcium ,le titane, le magnésium, le cérium et d'autres métaux terreux ou alcalins, ou des alliages correspondants ou respectivement des alliages de fer.
On a maintenant constaté que les éléments contenus dans les désoxydants et ayant une affinité relativement grande pour l'oxygène réag sent non seulement sur l'oxygène dissous dans l'acier, mais aussi'à un de- gré considérable sur les gouttelettes d'oxydes liquides qui se produisent au cours de la désoxydation préalable,mais qui nont pas encore monté dans le bain d9acier en fusion. Il se produit alors des occlusions indési- rables:: presque-toujours solides, qu'il n'est plus possible d'éliminer.
De cette façon, le succès que l'on attend de la désoxydation préalable n'Est presque toujours atteint que très imparfaitement. On observe cet effet in- désirable à un degré encore plus élevé lorsque l'on veut non seulement déso- xyder, mais aussi allier l'acier ou le fer (et aussi la fonte) avec les éléments mentionnés plus haut.
Or, on a remarqué que l'on pourrait éviter les inconvénients
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caractérisés ci-dessus dans la désoxydation de bains d'acier en fusion si 11' on pouvait ne faire agir sur le bain de fusion les éléments ayant une af-
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finité relativement grande pour 19cbWg%ene qu9à un moment où les gouttelet- tes d'oxydes qui se sont formées pendant le traitement préalable de 11' acier ont déjà monté et se sont déjà éliminées. Ceci est le cas lorsque l'on a laissé le bain de fusion reposer suffisamment longtemps dans la poche.
Toutefois!, un tel mode opératoire rencontre, dans les aciéries.,des diffi-
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cultés considérables provenàntde ce que les métaux ou alliages légers sen- sibles à 1?oxydation et utilisés pour la désoxydation, tels quepar exem-
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ple, les alliages de l9aluminiunag du calcium, du titane etc...? ne peu- vent pas être répartis et amenés à agir directement dans le bain d9acier en fusion, dont la densité est relativement grande.
Ceci est la raison
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pour laquelle on a-est toujours tenu jusqu-là présent à la pratique consis- tant à ajouter les désoxydants au moment où le métal coule dans la poche., ou dans le jet de couléeo On a aussi déjà essayé, dans des cas individuels, de rajouter les désoxydants qu'après la coulée dans la coquilleo Ceci n'a pas donné toutefois 1?effet désiré? parce que-le bain d9acier en fusion préalablement désoxydé absorbe de nouveau,, au moment de la coulée dans les coquilles, de 1?oxygène qui forme de nouveau, avec les agents de désoxydation préalable ajoutés en excès, des gouttelettes d'oxydes liquides qui réagissent ensuite avec les désoxydants énergiques, de la manière
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spécifiéeo Si Pan coule au contraire de l9acier suffisamment traité dans la poche par des éléments ayant une grande affinité pour 1?oxygène,
il se produit, au moment de la coulée, des pellicules d'oxydes qui protègent le
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bain de fusion et l'empêchent d'absorber une nouvelle quantité d9oxyg%eneo
L'invention a pour objet un procédé permettant d'assurer aux désoxydants ayant une grande affinité pour 1?oxygène d'agir au moment voulu., dans la poche,, sur le bain d'acier enfusion préalablement désoxydé.
A cet effet, après avoir laissé reposer le bain de fusion pendant un laps de temps suffisant dans la poche, on introduit les alliages désoxydants
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dans le bain d'acier en fusion, en les protégeant contre 19oxydàtion,, et on les répartit dans ce bain.. Suivant 1?invention, la protection contre l9oxydation et 19introducti" des alliages désoxydants dans le bain ont lieu de telle manière que les alliages sont introduits dans des enveloppes de protection en fer ou en autres alliages ayant un point de fusion élevé, puis immergés dans le bain d'acier en fusion,, de manière qu'ils n'entrent en réaction à 1?intérieur du bain d'acier en fusion, à l'endroit où ils doivent réagir,
qu'après la fusion de l'enveloppe en questiono Les réai- pients contenant les alliages de désoxydation peuvent être introduits dans le bain de fusion à 1?aide d'outils de prise appropriée,, par exem-
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ple au moyen d'Une tige à 19extrêmitê de laquelle ces récipients sont soudés, et au besoin aussi par des moyens mécaniques.
Pour donner un exemple simple de la mise en pratique du procédé de désoxydation qui fait 1?objet de la présente invention, on dé- crira la désoxydation d'un bain d'acier en fusion dans la poche., au moyen
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d9aluminiumo On procède d'abord, de façon connue, à la désoxydation préa- lable du bain de fusion, par exemple au moyen de manganèse et de silicium.
On laisse ensuite le bain de fusion reposer jusque à ce que les produits en fusion qui ont pris naissance au cours de la désoxydation préalable
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soient montés dans le laitier. LDaluminium destiné à être utilisé pour la désoxydation complémentaire se trouve dans un tube fermé en fer que
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l9on plonge maintenant dans le bain d9acier en fusion.
Le tube en fer met 1"aluminium à l'abri de toute oxydation prématurée. par exemple au pas- sage à travers le laitier,, de sorte que cet aluminium n'entre en action, sans aucune perte., que lorsque le tube de protection est fonduo L'épais- seur et la section transversale du tube de protection dépendent de la
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vitesse doaction désirée dans chaque cas et de la quantité d?aluminium quq 1 BD agit de faire agir. Pour des cas particuliers, il peut être avantageux
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dputiliser des enveloppes ayant des sections transversales autres qu'une section tubulaire ou des tubes ayant des épaisseurs de paroi irrégulières.
Suivant les conditions métallurgiques? on peut aussi utiliser des tubes de protection en d'autres métaux ou alliages., par exemple en nickel ou
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en aciers alliéso L9introduction peut aussi avoir lieu de telle manière que l'on prolonge par des tiges les tubes remplis d'agent désoxydant et qu'on les enfonce à des profondeurs différentes dans le bain de fusion.
Abstraction faite de l'économie essentielle d9alliage de déso- xydation réalisée par la réduction de la perte par combustion, l'avantage principal du procédé qui fait l'objet de l'invention consiste dans la pro- duction d9aciers pauvres en occlusions et dans la sûreté du dosage de 19a- gent désoxydant, sûreté qui est due au fait que 19 on est maître de la perte par combustion.
La sûreté du dosage a une importance particulière lors- qu'il s9agit par exemple d'un désoxydant ayant en même temps une grande affinité pour Un autre corps qui accompagne le fer, par exemple pour 19azo- te et qu'il faut doser de telle manière que ce corps soit également fixé, en plus de l'oxygène, sans qu'il reste toutefois dans l'acier un excès re- lativement grand de métal désoxydant formant un métal d'alliage.
La manière de laquelle s'effectue selon l'invention 19intro- duction, dans des bains de fusion,de métaux et d9alliages ayant une grande affinité pour 1±'oxygène est encore avantageuse lorsque les métaux ou allia- ges doivent déjà être ajoutés dans le fouro Il en est de même pour l'in- troduction de ces agents dans des coquilles et des moules de coulée.
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PROCESS FOR DEOXIDIZING IRON AND STEEL FUSION BATHS.
The deoxidation of iron or steel molten baths is usually carried out in several stages. Materials having a lower affinity for oxygen such as, for example, ferro-menganese alone or together with ferro-silicon or silico-manganese are made to act on the steel first, almost always still in the furnace. or similar alloys. When these alloys are used, liquid oxides are produced in the steel which rise relatively quickly and with which most of the oxygen is removed from the steel melt.
It is only later, at the time of pouring in the ladle or, more rarely, in the shells or casting molds, that deoxidants are added containing elements having a greater affinity for the water. oxygen, for example aluminum, calcium, titanium, magnesium, cerium and other earth or alkali metals, or corresponding alloys or respectively iron alloys.
It has now been found that elements contained in deoxidizers and having a relatively high affinity for oxygen react not only with oxygen dissolved in steel, but also to a considerable degree with droplets of oxides. liquids which occur during the preliminary deoxidation, but which have not yet risen in the bath of molten steel. This results in unwanted occlusions: almost always solid, which can no longer be removed.
In this way, the success expected from the preliminary deoxidation is almost always only very imperfectly achieved. This undesirable effect is observed to an even greater degree when it is desired not only to deoxidize, but also to alloy steel or iron (and also cast iron) with the elements mentioned above.
However, we noticed that we could avoid the disadvantages
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characterized above in the deoxidation of molten steel baths if it was not possible to act on the molten bath the elements having an af-
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relatively large fineness for 19cbWg% ene only at a time when the droplets of oxides which formed during the pretreatment of the steel have already risen and been eliminated. This is the case when the weld pool has been allowed to sit long enough in the ladle.
However, such an operating mode encounters, in steelworks.
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Considerable cultivation arises from the fact that metals or light alloys which are sensitive to oxidation and used for deoxidation, such as, for example,
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ple, aluminum alloys of calcium, titanium etc ...? cannot be distributed and made to act directly in the bath of molten steel, the density of which is relatively high.
This is the reason
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for which the practice of adding deoxidizers at the moment when the metal is flowing in the ladle, or in the pouring jet, has hitherto been held to. We have also already tried, in individual cases, add the deoxidizers only after pouring into the shell. This did not, however, give the desired effect? because the bath of molten steel previously deoxidized absorbs again, at the moment of casting into the shells, oxygen which again forms, with the pre-added deoxidizing agents in excess, droplets of liquid oxides which then react with strong deoxidizers, in the same way
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If, on the contrary, Pan flows sufficiently treated steel in the ladle with elements having a high affinity for oxygen,
at the time of casting, oxide films are produced which protect the
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molten pool and prevent it from absorbing a new quantity of oxygen% eneo
The object of the invention is a method for ensuring that deoxidizers having a high affinity for oxygen act at the desired time, in the ladle, on the bath of previously deoxidized molten steel.
To this end, after allowing the molten bath to stand for a sufficient period of time in the ladle, the deoxidizing alloys are introduced.
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in the bath of molten steel, protecting them against oxidation, and they are distributed in this bath. According to the invention, the protection against oxidation and the introduction of deoxidizing alloys into the bath takes place in such a way that the Alloys are introduced into protective casings of iron or other alloys having a high melting point, and then immersed in the bath of molten steel, so that they do not react inside the bath. molten steel, where they are to react,
The reactors containing the deoxidizing alloys can be introduced into the molten bath using suitable setting tools, for example.
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ple by means of a rod at 19extremitê of which these containers are welded, and if necessary also by mechanical means.
To give a simple example of the practice of the deoxidation process which is the object of the present invention, the deoxidation of a bath of molten steel in the ladle will be described by means of
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d9aluminiumo In a known manner, the preliminary deoxidation of the molten bath is carried out first, for example by means of manganese and silicon.
The molten bath is then allowed to stand until the molten products which have arisen during the preliminary deoxidation
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are mounted in the slag. The aluminum intended to be used for the further deoxidation is in a closed iron tube which
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We now plunge into the bath of molten steel.
The iron tube protects the aluminum from premature oxidation, for example when passing through the slag, so that this aluminum does not come into action, without any loss. protection is melted o The thickness and cross section of the protection tube depend on the
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speed of action desired in each case and the amount of aluminum 1 BD acts to act. For special cases, it may be advantageous
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use casings having cross sections other than a tubular section or tubes having irregular wall thicknesses.
According to the metallurgical conditions? it is also possible to use protective tubes made of other metals or alloys, for example nickel or
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In alloyed steels The introduction can also take place in such a way that the tubes filled with deoxidizing agent are extended by rods and that they are inserted at different depths into the molten bath.
Apart from the essential saving of alloy deoxidation achieved by the reduction of the loss on combustion, the main advantage of the process which is the subject of the invention consists in the production of steels low in occlusions and in the safety of the dosage of deoxidizing agent, safety which is due to the fact that one is in control of the loss by combustion.
The safety of the dosage is of particular importance when it is a question, for example, of a deoxidizer having at the same time a great affinity for another body which accompanies iron, for example for nitrogen and it is necessary to determine such a dosage. so that this body is also fixed, in addition to oxygen, without, however, remaining in the steel a relatively large excess of deoxidizing metal forming an alloy metal.
The manner in which the introduction into melting baths of metals and alloys having a high affinity for oxygen is carried out according to the invention is still advantageous when the metals or alloys must already be added to the mixture. fouro The same is true for the introduction of these agents into shells and casting molds.
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