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L'invention vise un procédé pour la fabrication d'acier, à partir de fonte brute renfermant du phosphore, dans un convertisseur. Elle a pour objet un procédé qui permet de produire directement, c'est-à-dire en un seul stade de travail au convertisseur, exclusivement par décarburation, des aciers à teneur désirée, même élevée, en carbone, à partir de cette fonte brute et, par conséquent, d'éviter.l'opération, qui serait, autrement nécessaire dans ce cas, d'une recarbu- ration de l'acier pour obtenir la teneur finale en carbone désirée,
après l'affi- nage terminé
Ce mode opératoire consistant à recarburer ultérieurement les aciers après l'affinage en vue d'obtenir des aciers à haute teneur en carbone est né- cessaire lorsqu'on traite des fontes brutes à teneur relativement élevée en phosphore par les procédés connus parce qu'avec ces procédés la combustion du phosphore se fait seulement après que la décarburation est achevée, pour des raisons métallurgiques. C'est seulement dans l'affinage des fontes peu,phospho- reuses qu'il est possible de recueillir le 'bain fondu avec une teneur désirée en carbone final d'après le principe de l'affinage au vent. Mais, ici encore, en raison de la faible durée de l'opération totale de soufflage, et de la grande vitesse avec laquelle s'effectue la décarburation, on n'atteint pas avec une sécurité suffisante la teneur finale désirée en carbone.
On a déjà proposé d'éliminer ces difficultés pendant l'affinage grâce à un mode de travail qui a pour effet d'arrêter au préalable le cours de la déphosphoration et en outre de freiner la vitesse de combustion du carbone et qui permet ainsi d'interrompre l'affinage lorsqu'une teneur en carbone exactement déterminée a été atteinte.
. L'un des procédés connus de ce genre le plus avantageux au point de vue de la sûreté de sa réalisation consiste à effectuer le soufflage du gaz d'affinage, dans le cas de l'affinage avec de l'oxygène ou de l'air enrichi en oxygène, sur ou dans une scorie calcaire renfermant FeO formée en premier lieu, en évitant le contact direct du vent et du métal après la formation de la scorie de sorte que la transformation s'effectue à l'intérieur du corps de la scorie et que le phosphore peut être scorifié jusqu'aux moindres traces par oxydation in- directe, bien que la teneur résiduelle en carbone du bain s'élève encore jusqu'à 1,5%
En outre,
ce procédé connu évite encore - exception faite pour sa phase initiale pendant laquelle se forme la couche de scories - l'apparition des fumées brunes de fer indésirables ainsi que les pertes de fer qui les accompag- nento Toutefois, les possibilités d'application de ce procédé sont limitées à la production d'aciers ayant des teneurs en carbone allant jusqu'à des teneurs moyenneso
Ce procédé connu est modifié grâce à l'invention de telle manière que la fabrication d'aciers avec toute teneur finale désirée en carbone, pratiquement utilisable, est rendue possible en toute sécurité pour ce qui est de l'obtention de cette teneur en carbone.
Conformément à l'invention, ce but est atteint défait que, en exécu- tant la déphosphoration d'après la méthode connue en soi, indirectement sur la scorie, en soufflant un vent fortement oxygéné sur la surface de la couche de scorie, on exécute la phase de décarburation par un soufflage au moins partiel à travers le bain d'après le principe du soufflage par le fond.
La possibilité de cette séparation de la déphosphoration et de la décarburation l'une de l'autre en les exécutant immédiatement l'une après l'autre, c'est-à-dire en une seule phase de travail, est obtenue, suivant une caractéristique particulière de l' invention, en ce que la déphosphoration se fait au moyen d'oxygène ou de gaz d'affinage très riches en oxygène soufflés sur ou dans la couche de scories, le convertisseur étant en position horizontale, après quoi la décarburation est effectuée par soufflage avec des gaz d'affinage, de préférence peu oxygénés, au
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moins partiellement à travers le bain, c'est-à-dire à travers le fond du conver- tisseur muni de tuyères.
Pour permettre la réalisation industrielle de ce procédé, suivant le mode d'exécution préféré du nouveau procédé, après la fin de la déphosphoration après laquelle un laitier très riche en fer fortement écumeux se trouve à la surface du bain et reste dans le convertisseur, on amène ce dernier dans une position plus ou moins oblique ce qui fait qu'un nombre plus ou moins grand de tuyères disposées au fond du convertisseur sont immergées sous la surface du bain et soufflent du vent à travers ce bain. En inclinant plus ou moins le conver- tisseur, on peut modifier le nombre des tuyères immergées et régler dans une large mesure la vitesse de décarburation.
Pour éviter l'apparition de fumées brunes de fer également dans la phase initiale de formation de la couche de scories, on peut, suivant une autre caractéristique de l'invention, exécuter également séparément la phase de forma- tion de scories qui est limitée par le temps de scorification du silicium contenu dans la fonte brute par les agents de formation de la scorie, ét la phase de déphosphoration ultérieure en position redressée du convertisseur, c'est-à-dire par soufflage par le fond, mais alors il faut veiller à ce qu'une combustion du carbone soit pratiquement évitée pendant cette phase initiale. On y arrive en effectuant le soufflage pendant cette phase avec un vent dont les gaz ont une teneur aussi faible que possible en oxygène ou avec des gaz qui dégagent très peu d'oxygène pendant leur dissociation.
Cette phase initiale jusqu'à la forma- tion de la couche de scories dure environ 2 à 3 minutes.
Un convertisseur basculant qui convient à l'exécution de ce procédé est représenté au dessin annexé, dans lequel :
Fig. 1 est une coupe à travers le convertisseur en position horizon- tale, c'est-à-dire pendant le processus de déphosphoration;
Figo 2 est une coupe suivant la'ligne A - B de la figure 1.
Comme le montrent les figures, le convertisseur comporte à la manière habituelle un fond normal a muni de tuyères, avec boîte à vent b raccordée à une conduite d'amenée des gaz d'affinage de préférence peu oxygénés et qui se trouve sur l'un des côtés du convertisseur lorsque ce dernier est en position horizonta- le. Sur le dos et/ou, à volonté, sur les côtés du convertisseur se trouvent disposés également d'autres boîtes à vent c et c' à partir desquelles on fait arriver sur la surface du bain des gaz d'affinage très riches en oxygène en direc- tion verticale, ou de préférence oblique, par des tuyères reliées à ces boîtes à vent, pendant la déphosphoration effectuée lorsque le convertisseur est en position horizontale.
Les tuyères de fond sont donc disposées de la même manière que dans un convertisseur normal à soufflage par le fond avec cette seule différence que la section totale des tuyères peut être 20 - 30 % plus petite.
Les tuyères qui soufflent par le haut sont constituées par des tubes d en cuivre qui traversent la garniture réfractaire du convertisseur et, dans la nouvelle construction du convertisseur, ces tubes sont damés ou maçonnés avec le mélange de dolomie qui constitue le garnissage. Ces tubes de cuivre sont disposés de préférence, de telle manière que les gaz d'affinage très riches en oxygène peuvent entrer en réaction avec la surface du métal ou la couche de scories avec le minimum de pertes. Comme le montre la figure 1, on les installe sensiblement au milieu du dos ou des côtés des convertisseurs et, dans le cas d'un convertisseur de dimensions normales, à une distance de l'ordre de 1500 mm au moins du bec du convertisseur et de 800 mm du fond.
Les tuyères d latérales sont disposées de manière à agir dans une direction oblique ou presque tangen- tielle sur la surface du bain.
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Lorsque le convertisseur est en position horizontale, c'est-à-dire pendant la déphosphoration, toutes les tuyères de fond se trouvent au-dessus du bain. On voit immédiatement qu'en basculant le convertisseur dans une position plus ou moins inclinée, un nombre plus ou moins grand de tuyères reliées à la boîte à vent b plonge dans le bain et souffle à travers ce bain, suivant le ré- sultat recherché pour l'opération de décarburation, tandis que les tuyères d, qui ne sont pas immergées soufflent sur le bain en éventail, de sorte que, dans cette phase, toutes les variantes possibles entre le soufflage exclusivement à travers le bain ou également le soufflage partiel sur le bain peuvent exister.
REVENDICATIONS.
1 Procédé pour la fabrication d'acier à teneur quelconque, éventuel- lement élevée, en carbone, à partir de fonte brute renfermant du phosphore, dans un convertisseur, avec déphosphoration de la scorie par soufflage de gaz d' affinage très riches en oxygène sur ou dans un laitier calcaire renfermant FeO formé à l'état primaire, en évitant un contact direct du vent et du métal après la formation du laitier, caractérisé en ce que la décarburation qui suit la déphosphoration est effectuée par un soufflage au moins partiel à travers le bain.
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The invention relates to a process for the manufacture of steel, from pig iron containing phosphorus, in a converter. Its object is a process which makes it possible to produce directly, that is to say in a single working stage at the converter, exclusively by decarburization, steels with a desired content, even high, of carbon, from this crude iron and, therefore, to avoid the operation, which would otherwise be necessary in this case, of re-carburizing the steel to obtain the desired final carbon content,
after refinement completed
This procedure of subsequently recarburizing the steels after refining in order to obtain steels with a high carbon content is necessary when treating pig iron with a relatively high phosphorus content by the known methods because with these processes the combustion of phosphorus takes place only after the decarburization is completed, for metallurgical reasons. It is only in the refining of low phosphorous pig irons that it is possible to collect the molten bath with a desired final carbon content according to the principle of wind refining. But, here again, because of the short duration of the total blowing operation, and the high speed with which the decarburization takes place, the desired final carbon content is not achieved with sufficient safety.
It has already been proposed to eliminate these difficulties during refining by virtue of a working method which has the effect of first stopping the course of the dephosphorization and, moreover, of slowing down the rate of combustion of the carbon and which thus makes it possible to interrupt refining when an exactly determined carbon content has been reached.
. One of the most advantageous known methods of this type from the point of view of the safety of its realization consists in carrying out the blowing of the refining gas, in the case of refining with oxygen or air. enriched with oxygen, on or in a calcareous slag containing FeO formed in the first place, avoiding direct contact of wind and metal after the formation of the slag so that the transformation takes place inside the body of the slag and that the phosphorus can be slagged down to the smallest traces by indirect oxidation, although the residual carbon content of the bath is still up to 1.5%
In addition,
this known process also avoids - except for its initial phase during which the slag layer is formed - the appearance of undesirable brown iron fumes as well as the iron losses which accompany them. However, the possibilities of application of this process are limited to the production of steels with carbon contents up to medium contents o
This known process is modified by virtue of the invention in such a way that the manufacture of steels with any desired final carbon content, practically usable, is made possible in complete safety with regard to obtaining this carbon content.
According to the invention, this object is achieved without the fact that, by carrying out the dephosphorization according to the method known per se, indirectly on the slag, by blowing a strongly oxygenated wind on the surface of the slag layer, one carries out the decarburization phase by at least partial blowing through the bath according to the principle of bottom blowing.
The possibility of this separation of the dephosphorization and the decarburization from one another by carrying them out immediately one after the other, that is to say in a single working phase, is obtained, following a particular feature of the invention, in that the dephosphorization is carried out by means of oxygen or of very oxygen-rich refining gases blown onto or into the slag layer, the converter being in a horizontal position, after which the decarburization is carried out. carried out by blowing with refining gases, preferably poorly oxygenated, at
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less partially through the bath, that is to say through the bottom of the converter provided with nozzles.
To enable this process to be carried out industrially, according to the preferred embodiment of the new process, after the end of the dephosphorization after which a very frothy very rich in iron slag is found on the surface of the bath and remains in the converter, it is necessary to brings the latter into a more or less oblique position which means that a greater or lesser number of nozzles placed at the bottom of the converter are immersed under the surface of the bath and blow wind through this bath. By tilting the converter more or less, the number of submerged nozzles can be changed and the rate of decarburization can be regulated to a large extent.
In order to avoid the appearance of brown iron fumes also in the initial phase of formation of the slag layer, it is possible, according to another characteristic of the invention, also separately carry out the slag formation phase which is limited by the slagging time of the silicon contained in the pig iron by the slag-forming agents, and the subsequent dephosphorization phase in the upright position of the converter, that is to say by blowing from the bottom, but then care must be taken that carbon combustion is practically avoided during this initial phase. This is achieved by performing the blowing during this phase with a wind in which the gases have as low an oxygen content as possible or with gases which give off very little oxygen during their dissociation.
This initial phase until the formation of the slag layer lasts about 2 to 3 minutes.
A tilt converter suitable for carrying out this method is shown in the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 is a section through the converter in a horizontal position, ie during the dephosphorization process;
Figo 2 is a section taken along the line A - B of Fig. 1.
As shown in the figures, the converter comprises in the usual manner a normal bottom a provided with nozzles, with a wind box b connected to a supply pipe for refining gases which are preferably not very oxygenated and which is located on one side. of the sides of the converter when the latter is in the horizontal position. On the back and / or, at will, on the sides of the converter are also arranged other wind boxes c and c 'from which are brought to the surface of the bath refining gases very rich in oxygen. vertical direction, or preferably oblique, by nozzles connected to these wind boxes, during the dephosphorization carried out when the converter is in a horizontal position.
The bottom nozzles are therefore arranged in the same way as in a normal bottom blown converter with the only difference that the total section of the nozzles can be 20 - 30% smaller.
The top-blowing nozzles are made of copper tubes which pass through the refractory lining of the converter and, in the new converter construction, these tubes are tamped or bricked with the dolomite mixture which constitutes the lining. These copper tubes are preferably arranged in such a way that the very oxygen-rich refining gases can react with the metal surface or the slag layer with minimum losses. As shown in figure 1, they are installed substantially in the middle of the back or sides of the converters and, in the case of a converter of normal dimensions, at a distance of the order of at least 1500 mm from the nozzle of the converter and 800 mm from the bottom.
The side nozzles d are arranged so as to act in an oblique or almost tangential direction on the surface of the bath.
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When the converter is in a horizontal position, that is to say during the dephosphorization, all the bottom nozzles are located above the bath. We immediately see that by tilting the converter into a more or less inclined position, a greater or lesser number of nozzles connected to the wind box b plunges into the bath and blows through this bath, depending on the result sought for the decarburization operation, while the nozzles d, which are not submerged, blow on the fan bath, so that, in this phase, all the possible variations between the blowing exclusively through the bath or also the partial blowing on the bath may exist.
CLAIMS.
1 Process for the manufacture of steel with any content, possibly high, of carbon, from pig iron containing phosphorus, in a converter, with dephosphorization of the slag by blowing refining gases very rich in oxygen on or in a calcareous slag containing FeO formed in the primary state, avoiding direct contact of the wind and the metal after the formation of the slag, characterized in that the decarburization which follows the dephosphorization is carried out by at least partial blowing through the bath.