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Publication number: BE515693A
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Description


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  PROCEDE POUR LA FABRICATION D'ACIER (AUTOMATENSTAHL) RICHE EN AZOTE, PAUVRE 
EN SOUFFLURES ET NON CALME 
L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'un acier (Automatenstahl) pauvre en soufflures, non calmé, avec une teneur en azote de 0,01 à 0,03 %, spécialement approprié pour réaliser des vitesses de coupe élevées pour le façonnage par machine-outil et pour réaliser un bon aspect su-   perficielo   
Il est connu que, lors de la fabrication d'aciers avec de telles propriétés, la teneur en azote et la fragilité qui en résulte jouent un rôle   important.   Dans les cas où; il s'agissait en premier lieu d'avoir un bon as- pect superficiel et moins de réaliser de bonnes propriétés mécaniques on a donc utilisé de préférence l'acier Thomas.

   Toutefois, l'acier Thomas ne satis- fait pas toutes les exigences relatives à la qualité de la surface des éléments rotatifs des machines.La cause en est que   l' acier   Thomas non calmé comme a- cier d'affinage au jet   d'air   est très riche en gaz et, par conséquent, très enclin à la formation de soufflures. 



   Les inclusions de sulfure de manganèse et de sulfure de fer, qui doivent être réparties très uniformément sur les sections, sont d'importance capitale pour l'usinage de l'acier (Automatenstahl). 



   Dans le façonnage, par machine-outil, elles agissant à la façon d'un lubrifiant et permettent, par là-même,de grandes vitesses   d'usinageo   Des accumulations de sulfure de manganèse et de sulfure de fer dans les sé- grégations de soufflures sont néanmoins préjudiciables, puisque, sous cette forme, elles sont réparties non uniformément sur la section.

   A forte concen- tration elles donnent une hétérogénéité des propriétés physiques de l'acier et, par conséquent, elles déterminent,aussi souvent, sur la surface usinée, des endroits d'aspect différent, (les soufflures entamées sont généralement plus nues)o Si l'on essaie, ce qui arrive fréquemment, de tremper de telles 

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 pièces, par exemple des éléments de machines à coudre, Jans la cémentation, on observera aux endroits des ségrégations de soufflures des perturbations dans l'opération de la cémentation, puisque les ségrégations   empêchent   la dif- fusion du carbone. 



   On ne pouvait donc pas utiliser les aciers affinés au jet d'air et non   calmés   pour des éléments rotatifs devant être trempés en surface, mais on a été obligé de rendre les aciers pauvres en ségrégations par traitement au silice et à   l'alu:ro1nitml.   On dut, dans ce cas, admettre en sus, les effets désavantageux provenant de la teneur en silice sur l'usinage et, lors de l'u- tilisation d'aluminium, l'effet nuisible de la glaise sur les outils d'usina- ge. En outre, l'acier   cal@é   est plus coûteux, par suite du plus faible ren- dement en bonne matière. 



   La présente invention a pour objet d'éliminer les difficultés ex- posées et poursuit le but de procurer un acier pauvre en soufflures et en sé- grégations, qui peut donc aussi être utilisé non calmé   comne   acier   (Autcmaten-   stahl) et qui, par suite de sa teneur en azote, présente les propriétés d'un bon usinage à grandes vitesses de coupe et d'un bon aspect superficiel. 



   Un autre objet de l'invention consiste en un bilan thermique amé- lioré du procédé de fabrication et dans l'élimination des moyens de désoxy- dation. 



   La présente invention est basée sur l'affinage de fer brut en fusion avec de l'oxygène soufflé, d'en haut, sur le bain. Dans ce genre d'af- finage, l'oxygène soufflé produit un centre de réaction, dans lequel le car- bone du bain brûle avec formation d'oxyde de carbone. La formation de gaz pro- voque un mouvement du bain, dans lequel toutes les parties du bain sont mises en révolution et passent devant le centre de réaction. Les procédés connus de ce genre ont, toutefois, pour objet la fabrication d'un acier aussi pauvre que possible en azote, avec les propriétés de déformation à froid de l'acier   Siemens-Martin,  et utilisent un gaz de soufflage avec de l'oxygène aussi pur que possible - 97 % et plus. 



   Par rapport   à   cette technique, l'objet de l'invention est un pro- cédé pour la fabrication d'un acier   (Automatenstahl)   pauvre en soufflures et non calmé, avec une teneur en azote de 0,01 à   0,03   %. Le procédé est caracté- risé par le fait qu'un gaz de soufflage utilise de 80 à 95 % d'oxygène et le reste de l'azote et que, par le soufflage de ce gaz sur la surface d'un fer brut en fusion dans un convertisseur, on produit un centre de réaction à tem- pérature élevée. 



   On a notamment découvert que, à une température élevée, dans le centre de réaction, une diminution de la teneur en oxygène et, simultanément, une   augmentation   de la teneur en azote de quelques pourcents suffit déjà pour accroître la capacité d'absorption de l'azote de l'acier, le réel avantage du procédé d'affinage par oxygène par rapport au procédé d'affinage connu par jet d'air - à savoir l'amélioration du bilan thermique - étant conservé. 



   La production de la température nécessaire dans le centre de réac- tion s'effectue de façon simple, par exemple en maintenant une faible distan- ce entre la tuyère et le bain, qui peut être d'environ 100 - 250 mm, ou du fait que la surface d'impact du jet soufflant est maintenue relativement réduite par rapport à la surface du bain de fusion. Lorsque le rapport est de 1/10 à 1/36, on obtient des températures suffisantes. Suivant une forme d' exécution spéciale de l'invention, il est possible d'introduire, dans le bain, l'azote à la place où en plus de composés à forme moléculaire en contenant comme l'ammoniaque ou comme d'autres gaz nitrogènes. 



   Dans de nombreux cas il. est également utile de souffler dans le métal en fusion, l'azote ou les gaz nitrogènes par une alimentation,séparée sur-la surface ou vers la fin de l'opération avec une pression correspondan- te. 



   Par la coopération de l'apport déterminé d'azote de 5 - 20 %, de la température élevée dans le centre de réaction et du genre spécial de l'af- 

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 finage sous renversement du bain, on produit, de la manière décrite, des a- ciers (Automatenstahl) qui ne demandent pas d'autre désoxydation, peuvent è- tre coulés en moules à l'état non calmé et possèdent,après alliage connu avec du soufre, dans une mesure particulière, les propriétés permettant de grandes vitesses de coupe et un bon aspect superficiel. 



   REVENDICATIONS. la - Procédé pour la fabrication d'un acier (Automatenstahl) pauvre en soufflures et non calmé, avec une teneur en azote de 0,01 - 0,03 % par affinage de fer brut dans un convertisseur, caractérisé par le fait qu' un gaz de soufflage comportant de 80 - 95 % d'oxygène et le restant d'azote, est utilisé et que, par soufflage de ce gaz sur la surface du bain de fusion, est produit un centre de réaction de température élevée.

Claims

2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un gaz de soufflage comportant 80 - 95 % de 02 , 5 - 20 % de N2 ou un gaz libérant du N2,est soufflé sur le métal en fusion par une tuyère éloignée de 100 - 250 mm de la superficie du bain.

3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un gaz de soufflage comportant 80 - 95 % de O2, 5 - 20 % de N2 ou un gaz libérant de l'azote, est soufflé sur une surface qui est de 1/10@- 1/36 de celle de la superficie du bain.

4. Procédé suivant les revendications 1 - 3, caractérisé par le fait que, comme gaz comportant de l'azote, on utilise de l'ammoniaque.

5. Procédé suivant les revendications 1 - 4, caractérisé par le fait que l'azote ou les gaz comportant de l'azote sont amenés séparément.

6. Procédé suivant les revendications 1 - 5, caractérisé par le fait que, vers la fin du procédé, on insuffle à fond dans le métal en fusion, de l'azote ou des gaz comportant de l'azote.