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Publication number: BE556789A
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Description


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   La présente invention est relative à la fabrication d' acier par affinage pneumatique   à.   partir   de.fonte   phosphereuse au moyen d'un gaz ou d'un mélange gazeux oxydant. 



   Elle est applicable quelle que soit la nature   du.   gaz ou du mélange gazeux utilisé. 



   On sait que par le Procédé Thomas ordinaire de fabri- cation de l'acier par conversion de la fonte, on obtient difficilement des aciers à très basse teneur en phosphore à moins de pousser très loin la teneur en fer des scories, ce qui entraîne d'une part une perte de métal élevée et d'autre part une oxydation trop poussée du métal. 



   Le procédé suivant l'invention, qui permet d'obtenir des aciers !très basse teneur en P tout en empêchant une oxydation 

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 exagérée du métal, consiste essentiellement à conduire l'opération de conversion en deux stades, 
On commence d'abord la conversion dans un premier appareil d'affinage en enlevant le phosphore jusqu'à une teneur de l'or- dre de   0, 05   à 0, 4 % , selon un procédé connu, soit par affinage par le bas dans un convertisseur ordinaire, soit par affinage par le haut dans un convertisseur à fond plein, soit encore par affinage dans un four rotatif ou dans un convertisseur à soufflage combiné par le haut et par le bas.

     Le ,métal   ainsi obtenu après ce premier affinage est soigneuse- ment.séparé de la scorie d'affinage, repris dans une poche et introduit dans .un second appareil d'affinage dans lequel on termine la conversion au moyen d'oxygène industriellement pur ou de tout autre gaz ou mélan- ge gazeux injecté sur, ou/et dans le bain à traiter, après avoir ajouté et/ou en ajoutant le ou les agents déphosphorants nécessaires à l'élimi- nation finale du phosphore. L'appareil dans lequel a lieu ce second affinage peut être soit un convertisseur à fond plein, soit un four rotatif, soit tout autre appareil permettant le soufflage par le haut. 



   Au besoin, le bain est éventuellement recarburé après le premier affinage en y additionnant des recarburants soit dans le pre- mier appareil d'affinage, soit dans la poche, soit encore dans le second appareil d'affinage avant ou/et pendant le second affinage. Ces recarbu- rants peuvent être soit du carbone, soit du CaC2 soit de la fonte, soit tout autre recarburant connu. 



   Les agents déphosphorants nécessaires à l'élimination finale du phosphore et ajoutés avant et/ou pendant le second affinage sont constitués de bases et, au besoin, de fondants. Les bases et/ou les fondants peuvent être remplacés en tout ou en partie par des scories préfabriquées solides ou liquides. Les bases peuvent être soit de la   chaux,   soit de la soude, soit du Na2O,   du K20,   soit toute autre base, soit un mélange de ces bases et leur quantité équivaut ou est supérieure à la quantité de bases qui correspond à la teneur en P du bain après le premier affinage'. 



   En même temps que ces bases, on ajoute, au besoin, en vue d'abaisser le point de fusion et/ou la viscosité de la scorie du second affinage, des fondants qui peuvent être soit de l'alumine, soit du spath-fluor, soit des oxydes métalliques, soit tout autre fondant, soit encore un mélange de ces fondants. Les scories préfabriquées qu'on peut ajouter avant ou/et pendant le second affinage en remplacement partiel ou total des bases et/ou des fondants contiennent des bases et/ou des oxydes métalliques et/ou des fondants. 

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   Il a été .trouvé que, dans certains cas, il était utile et même nécessaire d'ajouter avant   ou/et   pendant le second affinage des   matières=qui,   au contact de   l'oxygène,   sont exothermiques telles que du 
Mn, du Si, du CaC2, du ca de la fonte solide ou liquide, etc-. 



   Il a été   trouvé   aussi que le fait de retenir dans le second appareil d'affinage la totalté ou une partie de la scorie du second affina- ge d'une coulée afin de réutiliser cette'scorie lors du premier ou du second affinage de la codée suivante présentait de grands avantages métallurgiques et éconconiques 
Il a ét trouvé -également qu'on obtenait des résultats excellents en préfabriqueant des scories dans l'appareil même où se fera      le second affinage, n soufflant de l'oxygène industriellement pur ou tout autre gaz ou mélange de gaz oxydants sur une faible quantité de mé- tal introduite et/o/ retenue à cet effet dans l'appareil, additionnée de- bases   et/ou   d'oxdes métalliques et/ou de scories d'une coulée anté- rieure et, au besoin,

   de fondants et en versant ensuite le métal à traiter      sur cette scori préfabriqueée '   . Il   a été trouvé enfin qu'on obtenait une qualité de métal plus régulièr une plus grande rapidité du premier affinage et une   te-   neur réduite an fer de la première scorie en choisissant comme premier appareil d'finage un appareil ayant une capacité nettement supérieure   à,   celle du   si cond   appareil ( par exemple double ou triple), et en rem-   @   plaçant la dantité de métal enlevée de ce premier appareil en vue du second affiage, par une quantité correspondante de métal frais,

   ajoutée ainsi au nétal restant dans le premier appareil dans lequel le décrassa- ge d'une partie de la scorie se fait de préférence après avoir laissé réagir métal frais avec. cette   scorie-de   manière à en diminuer la      teneur'en fer. On poursuit ensuite le premier affinage, jusqu'à des te- neurs en P de l'ordre de,   0, 05   à 0,4%. après, avoir ajouté les bases né- cessares.      



   L'addition des produits déphosphorants nécessaires penant la lère et la 2ème phase du procédé, suivant l'invention, ainsi   - qui   l'addition éventuelle d'agents recarburants ou d'agents exothermi- que après le ler affinage, peuvent se faire en réduisant ces agents dé- posphorants, recarburants ou exothermiques, en granulés ou en pou- de fine et en les injectant sur et/ou dans le bain métallique au moyen   :l'un   gaz ou   d'un   mélange gazeux. Cette façon de procéder a l'avantage de régulariser les réactions et d'éviter les inconvénients généralement inhérents aux additions de produits en amsse à un bain métallique.

   Le gaz ou mélange gazeux peut être employé simplement comme support 

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 des produits à véhiculer, mais il est prévu également que lorsqu'il sert de support aux agents déphosphorants, ce gaz ou mélange gazeux peut être oxydant et utilisé en même temps soit comme agent d'affinage exclu- sif, soit comme agent d'affinage secondaire. 



   Il a notamment été trouvé particulièrement avantageux d'injecter de la chaux en poudre au cours de la seconde phase du procé- dé objet de l'invention, en la transportant au moyen d'oxygène industriel- lement pur insufflé comme gaz d'affinage sur et/ou dans le bain à trai- ter.On peut d'ailleurs n'injecter, qu'une partie des agents déphosphorants, recarburants ou exothermiques au moyen d'un gaz ou mélange gazeux, le reste étant ajouté suivant la méthode classique, 
Il est spécifié que le fait d'effectuer les deux opérations successivement dans un même appareil en ayant soin d'éviter la conta- mination du bain, lors du second affinage, par les scories du premier affinage, ne sort pas du cadre de la présente invention. 



   Il a déjà été proposé de transformer en acier des fontes phosphoreuses uniquement par soufflage par le haut, Ce, procédé ne per- met pas l'obtention de très basses teneur's en P sans les inconvénients précités, à savoir teneur élevée en fer des scories et suroxydation du métal ; la durée de l'opération est par ailleurs exagérée. 



   Il a également déjà été proposé d'affiner de la fonte dans un convertisseur ou four rotatif jusqu'à des teneurs en P comprises entre 0, 05 et   0,300%   et de terminer l'opération dans un four Martin ou électrique. Ce procédé a l'inconvénient   d'être   beaucoup plus onéreux et beaucoup plus lent que le procédé selon l'invention qui prévoit l'élimina-   .tion   finale du P dans une cornue ou tout autre appareil à soufflage par le haut. 



   Le procédé selon l'invention a non seulement l'avantage de produire un acier à très bas P et une scorie Thomas à faible teneur en fer, mais les conditions de l'opération sont telles qu'on arrive à abaisser la teneur en azote du métal et à produire un acier à très basse teneur en oxygène convenant tout aussi bien à la fabrication d'aciers effervescents qu'à celle d'aciers calmés. 



   Les quelques cas suivants d'application du procédé selon l'invention sont donnés à titre exemplatif et non limitatif. 



  Exemple I : 
De la fonte phosphoreuse est affinée dans un convertis- seur basique à soufflage par le bas   jusqu'à   une teneur en P de l'ordre 

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 de 0,100%, Le fer de la scorie est à ce moment compris entre 5 et 10% Cette scorie est décrassée et le métal est repris dans une poche   où,   par addition de recarburants connus, le métal est recarburé jusqu'à   0,30%   de C ou plus. Le métal ainsi traité .est' réenfourné dans une cornue ou dans un four rotatif à soufflage par. le haut   où,*   aprèsaddition de chaux et, au besoin, de fondants, on procède à l'élimination finale du P ; l'éli- mination du P sera d'autant plusrapide que la scorie sera formée plus rapidement.

   A cet effet, il y a intérât à former la scorie avant l'enfour- nement du métal en traitant dans le second appareil une faible quantité de métal et.les basés nécessaires ainsi qu'au besoin des fondants au moyen d'oxygène soufflé par le haut et en versant ensuite sur la scorie ainsi. formée le métal provenant du premier affinage. 



  Exemple 11. 



   La fonte phosphoreuse est introduite dans un four rota- tif de 90 tonnes ou plus et'affinée au moyen d'oxygène insufflé dans   et/ou.   sur le bain   jusqu'à   des teneurs en P de l'ordre de   0,150%   et de C de      l, à 1,   5%.   A ce moment on reprend 25 tonnes ou plus du métal, on l'en- fourne dans un convertisseur ou four rotatif   à   soufflage par le haut et on termine le traiteme.nt comme dans l'exemple I mais sans recarburation préalable, qui, dans ce cas, est inutile.

   Le métal enlevé dans le premier four rotatif est remplacé par de la fonte additionnée au besoin de riblons; le four est remis en rotation pendant quelques minutes sans apport de gaz oxydants afin de diminuer la'teneur en fer des scories qu'on décras- se ensuite partiellement ;' on ajoute les bases et les fondants correspon- dant à la quantité de la fonte ajoutée et on reprend l'affinage comme pré- cédemment jusqu'à des teneurs en P de'l'ordre de 0,150% . On enlevé de nouveau 25 tonnes ou plus de métal qu'on remet dans un autre appareil en vue de l'élimination finale 'du P et ainsi de suite . 



  Exemple   III,   
La fonte phosphoreuse est introduite dans un convertis- seur oufour rotatif à soufflage par le haut et affinée jusqu'à des teneurs en P de l'ordre de   0,200% ;   le métal est repris dans une poche et remis, après l'avoir au besoin recarburé, soit dans un autre convertisseur ou four rotatif   à   soufflage par le haut, soit dans le premier appareil qu'on aura au préalable vidangé des scories résiduelles de la première   conver,   sion. Le second stade de la conversion est ensuite poursuivi de la   maniè..   re décrite dans le premier exemple.

Claims

REVENDICATIONS.

1.- Procédé de fabrication d'acier par affinage pneumatique à partir de fonte phosphoreuse au moyen d'un gaz ou ,mélange gazeux oxydant caractérisé en ce que, après avoir éliminé la majeure partie du phosphore selon des procédés connus, on reprend le métal dans une poche et on le transvase dans un convertisseur ou four rotatif ou tout autre appareil permettant le soufflage par le haut, dans lequel on termine l'opération d'affinage au moyen d'oxygène industrielle- ment pur ou tout autre gaz ou mélange gazeux injecté sur ou/et dans le bain à traiter, après avoir ajouté et/ou en ajoutant le ou les agents déphosphorants nécessaires à l'élimination finale du phos- phore.

2.- Procédé du genre mentionné sous 1, caractérisé en ce que, avant ou/et pendant le second affinage, on ajoute au bain métallique des bases telles que de la chaux, de la soude, du Na2O, du K2O ou toùt autre base ou un mélange de ces bases, en quantités équivalentes ou en excès par rapport à la teneur en P après le premier affinage.

3.- Procédé du genre mentionné sous 1 et 2, caractérisé en ce que avant ou/et pendant le second affinage on additionne, au besoin, au bain métallique, des fondants tels que de l'alumine, du spath-fluor, des oxydes métalliques ou tout autre fondant ou mélange de fondants destinés à abaisser le point de fusion et/ou la viscosité de la scorie du second affinage.

4.- Procédé du genre mentionné sous 3, caractérisé en ce qu'on ajoute avant ou/et pendant le second affinage, en remplacement total ou partiel des bases et/ou des fondants, des scories préfabriquées solides ou liquides contenant des bases et/ou des oxydes métalliques et/ou des fondants.

5. - Procédé du genre mentionné sous 4, caractérisé en ce que la secon- de scorie est préfabriquée en totalité ou en partie dans l'appareil où se fera le second affinage en soufflant de l'oxygène industrielle- ment pur ou tout autre gaz ou mélange de gaz oxydants sur une fai- blequantité de métal introduite ou retenue à cet effet dans l'appa- reil, additionnée de bases et/ou d'oxydes métalliques et/ou de sco- ries provenant d'une coulée antérieure et/ou de fondants et en ce que le métal à traiter est ensuite versé sur cette scorie préfabri- quée. <Desc/Clms Page number 7>

6.- Procédé du genre mentionné sous l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les scories provenant d'un second affina. ge resservent en totalité ou en partie au premier oui et au second affinage d'une coulée suivante, soit qu'on les retienne dans l'appa- reil d'affinage, soit qu'on les réintroduise avant ou/et pendant le premier ou/et le second affinage.

7.- Procédé du genre mentionné sous l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'avant ou/et pendant le second affinage on ajoute au besoin des produits qui, au contact de l'oxygène, sont exothermiques, tels que du Si, du Mn, du Ca, du CaC2 ou de la fon- te solide pu liquide ou tout autre corps ou mélange de corps exother- miques connus.

8.- Procédé du genre mentionné sous l'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on traite dans le premier appareil d' affinage une quantité de métal supérieure à celle nécessaire au se- cond affinage et qu'on remplace le métal enlevé en vue du second affinage, par une quantité correspondante de métal frais, le décras- sage d'une partie de la scorie se faisant de préférence après avoir fait réagir le métal frais avec cette scorie de manière à en diminuer la teneur en fer et le premier affinage étant ensuite poursuivi après avoir ajouté les bases nécessaires.

9.- Procédé du genre mentionné sous l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, après le premier affinage, on recar- bure au besoin le bain en additionnant, soit dans le premier appareil d'affinage, soit dans la poche, soit encore dans le deuxième appa- reil d'affinage avant ou/et pendant le second affinage des recarbu- rants tels que du carbone, du CaC2. de la fonte ou tout autre recar- burant connu.

10.- Procédé du genre mentionné sous l'une on l'antre des revendications précédentes, caractérisé en ce que les agents déphosphorants ajou- tés au bain pendant le premier et/ou le second affinage, ainsi que les agents recarburants et les agents exothermiques éventuellement ajoutés au bain après le premier affinage sont injectés sur et/ou. dans le bain métallique sous forme de granulés ou de poudre fine au moyen d'un gaz ou mélange gazeux.

11.- Procédé du genre mentionné sous 10, caractérisé en ce que le gaz ou mélange gazeux employé comme support des produits déphospho- <Desc/Clms Page number 8> rants est oxydant et utilisé en même temps soit comme agent d'af- finage exclusif, soit comme agent d'affinage secondaire.

12.- Procédé du genre mentionné sous 11, caractérisé en ce que de la chaux en poudre est injectée, au cours de la seconde phase du pro.. cédé, au moyen d'oxygène industriellement pur insufflé sur et/ou dans le bain comme gaz d'affinage.

13.- Procédé du genre mentionné sous l'une ou l'autre des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la totalité des produits déphospho- rants, recarburants ou exothermiques est injectée au moyen d'un gaz ou mélange gazeux.

14.- Procédé du genre mentionné sous l'une ou l'autre des revendica- tions 10 à 12, càractérisé en ce qu'une partie seulement des pro- duits déphosphorants, recarburants ou exothermiques est injectée au moyen d'un gaz ou mélange gazeux, l'autre partie étant ajoutée au bain suivant la méthode classique.