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PROCEDE DE FABRICATION D'ACIER THOMAS.
Dans maint pays, une pénurie s'est fait sentir toujours d'avan- tage, dans les dix dernières années, en minerais pauvres en phosphore, mine- rais propres à la fabrication d'hématite. La fourniture de minerais suédois devient d'année en année plus faible, la quantité de minerais espagnols Rubio va de même constamment en diminuant et les minerais du Rif marocain sont enco- re à peine mis à la disposition du marché allemand des minerais.
Pendant la guerre et dans les premières années après la guer- re,on s'est efforcé d'assurer les besoins en hématite à partir des lits de fusion les plus riches possible en mitraille. Toutefois, la fourniture de mi- trailles devient également plus parcimonieuse, de telle sorte qu'il faut cher- cher dans de nouvelles directions afin de trouver pour l'avenir des procédés économiques praticables, qui permettent de fabriquer des hématites à partir de minerais indigères de peu de valeur, riches en phosphore.
On a déjà proposé des moyens de rendre utilisables pour la pro- duction d'hématite, les minerais riches en phosphore. Selon ces propositions, on passe par l'acier THOMAS, qui est ultérieurement recarburé et dont on porte la teneur en maganèse ou en silicium à la valeur désirée au moyen d'a- joutes de ces éléments. La recarburation de l'acier THOMAS devrait être faite 'soit au cubilot, soit en refondant l'acier THOMAS liquide dans un convertis- seur ou une poche remplie de coke incandescent.
Mais dans les cubilots normalement conduits la recarburation de l'acier peut atteindre au maximum environ 3% C et la refusion au moyen du coke incandescent ne procure normalement pas non plus une recarburation telle que par ce procédé on puisse obtenir une hématite contenant à peine de 3,8 à 4% de carbone, abstraction faite de l'augmentation indésirable de la teneur
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en soufre par ce procédé.
On a bien aussi cherché à refondre au Haut-Fourneau, sous forme d'hématite,l'acier THOMAS obtenu à partir de minerais riches en phosphore et soufflé au convertisseur basique. Toutefois de cette façon la teneur en phosphore augmente de nouveau d'une manière indésirable et en outre la refu- sion reprise dans le Haut-Fourneau entraîne des frais additionnels très éle- vés.
Conformément au brevet principal N 504.494 on obtient un acier THOMAS en élaborant une fonte THOMAS avec une température de coulée de 1400 C (de pré- férence de 1500 à Iô00 C et plus) à partir d'une fonte de particulièrement peu de valeur et/ou de mitraille d'acier dans un cubilot rendu de préférence neutre ou basique, conduit en marche réductrice, en gazogène, avec une quan- tité de combustible excédant la normale et pouvant être aussi d'une qualité inférieure et en employant un vent réchauffé à environ 400 C et plus ainsi qu'une quantité relativement grande de laitier basique , la fonte recueillie à la sortie de ce cubilot étant chargée - à une température supérieure à I350 C ( de préférence 1400 à 1500 et plus)
immédiatement ou en passant par un mé- langeur - dans un convertisseur THOMAS et refroidie sous forme d'acier THOMAS.
L'invention concerne à présent un traitement ultérieur de l' acier THOMAS fabriqué selon ce brevet et consiste en ce que cet acier - seul ou éventuellement en même temps que des mitrailles, vieilles fontes, etc...., convenablement choisies - est chargé dans un cubilot rendu de préférence neu- tre ou basique, conduit en marche réductrice, en gazogène, avec emploi d'une quantité de combustible excédant la normale, d'un vent réchauffé à environ 400 C et plus et d'une quantité relativement grande de laitier basique, et en ajoutant les éléments d'alliage nécessaires pour obtenir une hématite, tels que, en particulier, Mn et Si, sous forme de minerais ou d'oxydes ou aussi de laitier,la fonte ainsi obtenue étant une hématite de la composi- tion désirée, pauvre en phosphore et en soufre et à carbone élevé,
ayant une température de coulée d'environ 1400 à 1600 C et plus et présentant une struc- ture de solidification à fin graphite.
Conformément à cela on obtient une hématite à partir de mine- rais de peu de valeur, riches en phosphore, en quatre étapes consécutives, notamment :
1 Fusion d'une fonte THOMAS de peu de valeur, au Haut-Four- neau, par exemple à partir de minerais acides pauvres en fer et riches en phosphore, de préférence au moyen du procédé de fusion acide ou superacide.
2 ) Refusion de cette fonte sous forme de fonte THOMAS très chaude dans un cubilot travaillant en marche réductrice, avec laitier ba- sique.
3 ) Soufflage de cette fonte THOMAS très chaude, au convertis- seur basique, jusqu'à obtention d'un acier Thomas pauvre en phosphore et 4 ) Nouveau passage de cette fonte dans un cubilot employé en marche réductrice avec vent chaud, dans lequel la fonte acquiert sa compo- sition désirée, en ajoutant du manganèse et du silicium, procédé par lequel, sans plus, une recarburation de la fonte jusqu'à 4% et plus est rendue pos- sible.
Conformément à la présente invention, on réussit, en refondant un acier THOMAS dans un cubilot à vent chaud rendu neutre ou basique et em- ployé avec un laitier basique, aussi bien à élever la teneur en carbone jus- qu'à 4% et plus, qu'à fixer la teneur en manganèse et en silicium à la valeur désirée pour l'hématite, en ajoutant des éléments manganésifères et par exem- ple du ferro-silicium, parce que le four travaille en marche réductrice avec un excédent de combustible.
Particulièrement important est l'avantage d'une basse teneur en phosphore, d'environ 0,04 %, qui correspond à la teneur en phosphore de l' acier THOMAS. Un autre avantage pour l'obtention d'hématite réside dans la
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haute température de la fonte, qui après solidification, présente une struc- ture aussi fine que celle qui peut seulement être normalement obtenue par une surchauffe ultérieure.
Par suite du double passage de la fonte dans un cubilot à vent chaud utilisé en marche réductrice avec laitier basique et fonction- nant à haute température, la teneur en soufre s'établit très bas, de sorte que l'on peut renoncer éventuellement à une désulfuration connexe par la soude ou autrement. Au stade intermédiaire de la production de l'acier THO- MAS, on peut faire abstraction de la désoxydation de l'acier THOMAS et, sur des bases économiques, couler celui-ci soit en gueuses ou en coquilles ou en- core sous forme granulée; enfin on a encore l'avantage supplémentaire, que, par la refusion connexe au cubilot à vent chaud, une grande vitesse de pas- sage est obtenue.
Pour le surplus, une forme éventuellement modifiée de réa- lisation du procédé est possible en ceci que, si l'on renonce aux étapes I à 3 un acier THOMAS obtenu par les procédés ordinaires peut être utilisé comme matière de charge pour l'étape 4. On peut aussi au moyen du procédé selon l'invention produire dans la dernière étape, au lieu d'hématite, un acier à haute teneur en manganèse.
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THOMAS STEEL MANUFACTURING PROCESS.
In many countries, a shortage has always been felt, in the last ten years, of ores low in phosphorus, ores suitable for the manufacture of hematite. The supply of Swedish minerals is becoming weaker year after year, the quantity of Spanish Rubio minerals is steadily decreasing and minerals from the Moroccan Rif are still hardly made available to the German mineral market.
During the war and in the first years after the war, efforts were made to ensure the hematite requirements from the fusion beds that were as rich in grape as possible. However, the supply of bolts is also becoming more parsimonious, so that it is necessary to look in new directions in order to find for the future practicable economic processes, which allow the manufacture of hematites from indigenous ores. of little value, rich in phosphorus.
Means have already been proposed to make ores rich in phosphorus usable for the production of hematite. According to these proposals, we go through the THOMAS steel, which is subsequently recarburized and the maganese or silicon content of which is brought to the desired value by means of additions of these elements. The recarburization of THOMAS steel should be done either in a cupola or by remelting the liquid THOMAS steel in a converter or a ladle filled with glowing coke.
But in normally driven cupolas the recarburization of the steel can reach a maximum of about 3% C and reflow by means of incandescent coke does not normally provide such recarburization that by this process one can obtain a hematite containing hardly any 3.8 to 4% carbon, excluding the unwanted increase in content
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to sulfur by this process.
We also tried to remelt in the blast furnace, in the form of hematite, the THOMAS steel obtained from ores rich in phosphorus and blown with a basic converter. However, in this way the phosphorus content increases again in an undesirable manner and furthermore the reflow taken up in the blast furnace entails very high additional costs.
In accordance with main patent N 504,494, a THOMAS steel is obtained by producing a THOMAS cast iron with a casting temperature of 1400 C (preferably from 1500 to Iô00 C and more) from a cast iron of particularly low value and / or steel scrap in a cupola made preferably neutral or basic, conducted in reduction mode, as a gasifier, with a quantity of fuel exceeding the normal and possibly also of an inferior quality and by employing a wind heated to around 400 C and above as well as a relatively large quantity of basic slag, the cast iron collected at the outlet of this cupola being charged - at a temperature above I350 C (preferably 1400 to 1500 and above)
immediately or through a mixer - in a THOMAS converter and cooled as THOMAS steel.
The invention now relates to a further treatment of the THOMAS steel produced according to this patent and consists in that this steel - alone or possibly together with scrap, old cast iron, etc., suitably chosen - is charged. in a cupola made preferably neutral or basic, carried out in reduction mode, in gasifier, with the use of a quantity of fuel exceeding normal, of a wind heated to about 400 C and more and of a relatively large quantity of basic slag, and adding the alloying elements necessary to obtain a hematite, such as, in particular, Mn and Si, in the form of ores or oxides or also of slag, the cast iron thus obtained being a hematite of the desired composition, low in phosphorus and sulfur and high carbon,
having a casting temperature of about 1400 to 1600 C and above and exhibiting a fine graphite solidification structure.
In accordance with this, a hematite is obtained from low-value, phosphorus-rich ores in four consecutive stages, in particular:
1 Smelting low value THOMAS cast iron at the Haut-Fourneau, for example from acid ores low in iron and high in phosphorus, preferably by means of the acid or superacid smelting process.
2) Reflow of this cast iron in the form of very hot THOMAS cast iron in a cupola operating in reduction mode, with basic slag.
3) Blowing of this very hot THOMAS cast iron, with the basic converter, until a Thomas steel low in phosphorus is obtained and 4) New passage of this cast iron in a cupola used in reduction mode with hot blast, in which the cast iron acquires its desired composition by adding manganese and silicon, a process by which, without more, a recarburization of cast iron up to 4% and more is made possible.
In accordance with the present invention, it is successful, by remelting a THOMAS steel in a hot blast cupola made neutral or basic and used with a basic slag, both in raising the carbon content to 4% and more. , only to fix the manganese and silicon content at the desired value for hematite, by adding manganese elements and for example ferro-silicon, because the furnace is working in reduction mode with a surplus of fuel.
Particularly important is the advantage of a low phosphorus content of around 0.04%, which corresponds to the phosphorus content of THOMAS steel. Another advantage for obtaining hematite lies in the
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high temperature of the cast iron, which after solidification exhibits a structure as fine as that which can only normally be obtained by subsequent overheating.
As a result of the double passage of the iron in a hot blast cupola used in reducing operation with basic slag and operating at high temperature, the sulfur content is established very low, so that it is possible to dispense with a related desulfurization by soda or otherwise. In the intermediate stage of the production of THO-MAS steel, the deoxidation of THOMAS steel can be disregarded and, on economic grounds, it can be cast either in pigs or shells or still in granular form. ; finally there is still the additional advantage, that, by the reflow associated with the hot blast cupola, a high flow rate is obtained.
In addition, an optionally modified form of carrying out the process is possible in that, if steps I to 3 are dispensed with, a THOMAS steel obtained by ordinary processes can be used as the filler material for step 4. It is also possible, by means of the process according to the invention, to produce in the last step, instead of hematite, a steel with a high manganese content.