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La présente invention a trait à un procédé perfectionné ainsi qu'à des moyens pour le traitement de métal en fusion, et se prête tout particulièrement à l'affinage préliminaire de fonte en gueuses destinées à la fabrication de l'acier en four Siemens-Martin ou au four électrique. Il peut aussi être utilisé pour la fabrication directe de l'acier si les circonstances, (telle que la disponibilité de métal chaud, etc.) le permettent.
Dans le procédé Bessemer bien connu, les impuretés et les métalloïdes contenus dans la fonte brute sont d'abord éliminés par oxydation de certaines de ces substances, suivie d'une élimination de l'excès d'oxygène. L'oxydation est produite en soufflant un gaz riche en oxygène à travers la masse ou sur la surface du métal brut en fusiono
C'est un fait bien connu que,dans, le procédé Bessemer à soufflage par le bas, l'élimination du phosphore du métal ne commence pratiquement qu'après que tout le carbone ait été éliminé, ce phosphore étant oxydé au cours de ce que l'on nomme le sursoufflage et à l'étape du procédé qui est indiqué par l'aspect de la flamme. Dans le procédé de soufflage en surface ,
l'élimination du phospho- re commence toutefois tout juste avant que tout le silicium n'ait été enlevé et se fait à peu près concouramment avec l'élimination du carbone. Le soufflage en surface, au moyen de tubes ou relances par exemple, est par conséquent beaucoup plus souple et peut être arrêté à n'importe quelle étape du processus et à n'im- porte quelle teneur en carbone. On peut ainsi traiter du métal de haut-fourneau de compositions des plus variées, ce qui procure l'avantage d'une analyse cons- tante et d'une normalisation des charges. Dans la production des aciers à haute teneur de silicium, il se forme une certaine quantité de déchets à haute teneur de silicium sous forme de fonds de poche, de bouts affranchis, etc. Ces éléments peuvent efficacement être fondus de désilicifiés par ce procédé.
De ce fait, les haut-fourneaux et les fours électriques peuvent être alimentés d'une matière première très avantageuse à une température d'au moins 200 C supérieure à celle du fer de haut-fourneau normale.
D'autre part, le soufflage en surface tel qu'il se fait à présent, souffre du désavantage de ce que la circulation du métal au cours du soufflage était fréquemment insuffisante et que le retorchage du four dans lequel se faisait l'opération était relativement difficile.
Conformément à la présente invention, il est prévu un four pour le traitement de métal en fusion, comprenant une sole en forme de cuvette munie de parois latérales, un ciel amovible, des moyens pour faire basculer le four autour d'un axe, une ouverture dans les parois latérales du four, un tube descendant par ladite ouverture et se prolongeant dansune direction tangentielle à la sole, et un moyen pour ¯chasser un gaz ou une poudre par ce tube dans le four.
Le four est muni d'une goulotte-déversoir, d'un trou à laitier, d'un gueulard pour les gaz et d'une porte de chargement. De préférence, il sera aussi prévu un tube passant par la paroi du four à hauteur ou à proximité de l'axe de pivotement, afin que le soufflage puisse-être continué pendant qu'on fait bas- culer le four, par exemple pour faciliter la dissolution des matériaux donnant naissance à des scories, ainsi que pour favoriser et accélérer la réaction.
De préférence, l'affinage se fera en disposant les tuyères et les lan- ces ou tubes tout juste au-dessus ou au-dessous de la surface du métal et en in- jectant un gaz plus riche en oxygène que l'air ambiant.
On se rendra compte tout de suite qu'un tel procédé a tous les avan- tages susmentionnés des procédés connus à soufflage superficiel, sans présenter aucun de leurs défautso Ainsi, un dôme de fermeture peut être enlevé par tous moyens appropriés et remplacé par un autre qui a été regarni de briques réfrac- taires, et ce en interrompant le fonctionnement pendant un minimum de tempso L'en- lèvement rapide du oiel constitue aussi une grande facilité pour la réparation de la garniture réfractaire chaque fois que cela est nécessaire. Le retorchage
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de la sole en forme de cuvette peut se faire par la porte de chargement à la maniè- re employée actuellement dans les fours électriques et les haut-fourneaux.
L'injection de gaz riches en oxygène se faisant à grande vitesse par les tubes, on obtient une excellente circulation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plue clairement de la description suivante d'un mode d'exécution préféréo
Dans les dessins schématiques annexés : les figures 1 et 2 représentent respectivement une coupe horizontale et une coupe verticale du four, toutes deux à hauteur du diamètre II-II (figure 1), et la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 1.
Le four représenté par ces figures a une sole 10 en forme de cuvette de section horizontale circulaire, des parois latérales cylindriques 11 et un ciel amovible légèrement bombé en forme de dôme 12, refroidi à l'eau. Il est aussi muni d'un gueulard 13 pour l'échappement des fumées, d'une goulotte-déservoir 14, d'une porte de chargement 15 et d'un trou à laitier 16.
Le niveau normal du métal dans la cuvette est représenté en 17.
Le four est monté à la manière habituelle sur galets 18 et est incli- nable au moyen d'une paire de vérins électriques ou hydrauliques 19 et 20 pour la coulée dans une poche 210 (Voir figure 2).
D'axe de basculement du four est représenté en 22. Le four est muni de deux ouvertures 23 et 24 dirigées vers le bas. L'une d'elles 24 est ménagée dans la paroi 11 et située dans ledit axe 22; elle est dirigée vers le bas mais dans le plan de la figure 2, c.à.d. dans un plan radial du four. L'ouverture 23 dans la vue en plan est oblique (ou tangentielle) par rapport au rayon du fouro Dans chacune des deux ouvertures 23 et 24, est monté un tube à oxygène dont l'un est représenté en 25 à la figure 2.
On voit donc que lorsque ces tubes font saillie à l'intérieur du four par les ouvertures 23 et 24,ils peuvent être utilisés pour projeter de l'oxygène ou tout autre substance convenable, telle qu'une poudre, dans des directions qui favorisent une bonne circulation du métal en fusion.
La vitesse à laquelle les produits gazeux ou en poudre sont soufflés par les tubes sera de préférence telle que ladite substance soufflée pénètre assez profondément dans la masse de métal en fusion etprovoque à la fois une agi- tation et une circulation de ce dernier. Si on le désire, on peut aussi employer plus de deux tubeso
Deux ouvertures supplémentaires 26 et 27 sont prévues, par lesquelles ont peut introduire des brûleurs pour préchauffer le four.
Des matières telles que de la chaux, de la pierre calcaire et du mine- rai conbenableme concassés peuvent être introduites par la porte de chargement et également être injectées pneumatiquement par les tubes ou par les tubes séparés disposés de façon à être parallèles ou co-axiauxo
La façon de se servir du four sera clairement comprise de tous les gens du métier et nous donnons ci-dessous, à titre d'exemple, trois analyses obtenues au moyen du four conforme à l'invention ;
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Io
EMI3.1
<tb> Oxygène <SEP> employé <SEP> 34 <SEP> m3 <SEP> par <SEP> tonne <SEP> de <SEP> métal
<tb>
EMI3.2
CaO fui 9Q kgo " fa " " Minerai/scories 75 kg. fi fi it ri
EMI3.3
<tb> % <SEP> avant <SEP> soufflage <SEP> % <SEP> après <SEP> soufflage
<tb>
<tb> C <SEP> 4.1 <SEP> 1085
<tb> Si <SEP> .84 <SEP> nul
<tb> S <SEP> .06 <SEP> 0040
<tb> P <SEP> .80 <SEP> 0024
<tb> Mn <SEP> 1.25 <SEP> 026
<tb>
EMI3.4
Tempo 128000. 1540oxo II.
EMI3.5
<tb> Oxygène <SEP> employé <SEP> 39 <SEP> m3 <SEP> par <SEP> tonne <SEP> de <SEP> métal
<tb> CaO <SEP> " <SEP> 90 <SEP> kgo <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb>
EMI3.6
Minerai " 50 kg.
fi fi il Il Scories " 50 kg- fi fi il il
EMI3.7
<tb> % <SEP> avant <SEP> soufflage <SEP> %.après <SEP> soufflage <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C <SEP> 4.0 <SEP> 0090
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Si <SEP> .88 <SEP> nul
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> S <SEP> .056 <SEP> 0036
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P <SEP> .78 <SEP> .010
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mn <SEP> 1.30 <SEP> .16
<tb>
EMI3.8
Tempo 128000. 1560oCo III.
EMI3.9
<tb> Oxygène <SEP> employé <SEP> 50 <SEP> m3 <SEP> par <SEP> tonne <SEP> de <SEP> métal
<tb>
EMI3.10
CaO i, 100 kg.
n 1 ea t Minerai fui 75 kg fi" te o
EMI3.11
<tb> % <SEP> avant <SEP> soufflage <SEP> % <SEP> après <SEP> soufflage
<tb>
<tb> C <SEP> 3090 <SEP> 1.90
<tb> Si <SEP> 1.15 <SEP> trace
<tb> S <SEP> 0062 <SEP> 0040
<tb> P <SEP> 1.50 <SEP> .120
<tb>
EMI3.12
Mn 1.15 .10 Tempo 130000 154000.
Dans les trois cas cités, le temps de soufflage était compris entre 35 et 45 minutes à pression de soufflage moyenne.
EMI3.13
Po,>= le pré-ffinage #:métal venu de haut-fourneau ou du four électri- que, le procédé a de nombreux avantages, parmi lesquels les suivants ont une grande importance :
1) Le temps d'affinage est réduit, augmentant ainsi la productivité.
2) Le volume de scories est réduit et la basicité des scories est améliorée.
3) Le temps de remise en état est plus court et la consommation de matériaux réfractaires est moindre.
4) La facilité et la rapidité de la remise en état font en sorte que le four reste en service plus longtemps que d'autres typeso
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5) Les chaleurs spécifiées pour haute teneur en carbone ainsi que la supression d'inversion phosphorique se trouvent mieux sous contrôle.
6) Le "pelotonnage" des fours est évité, Le four offre un maximum de souplesse à la conduite, et convient à la fabrication directe de lacier; un réci- pient de réserve, ou séparé, est inutile, ce qui réduit les frais d'investissement.
REVENDICATIONS.
1.- Four pour traiter du métal en fusion, comprenant une sole en forme de cuvette munie de parois latérales, un ciel amovible, des moyens pour faire bas- culer le four autour d'un axe , une ouverture dans .parois latérales du four, un tube introduit par ladite ouverture et incliné vers le bas dans une direction tangentielle à la sole, et un moyen pour chasser un gaz ou une poudre par ce tube dans le four.