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Procédé d'affinage de la fonte,
La présente invention est relative à un per- fectionnement au procédé d'affinage pneumatique de la fonte qui consiste à injecter par le haut, au moyen d'une lance, un gaz oxydant et notamment de l'oxygène techniquement pur sur et/ou dans le bain métallique contenu dans un conver- tisseur à fond plein. Ce procédé maintenant bien connu, permet la fabrication d'aciers de très haute qualité tant à partir d'une fonte peu phosphoreuse du type hématite, qu'à partir d'une fonte à forte teneur en phosphore.
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Dans ces procédés, la déphosphoration conve- nable du bain n'est possible en une seule phase que si la teneur en phosphore de la fonte n'est pas trop élevée. Si cette teneur dépasse par exemple 0,6 à 0,7 %, l'affinage doit généralement comporter deux phases de soufflage entre lesquelles il est nécessaire d'effectuer un décrassage inter- médiaire ; c'est généralement le cas lorsque l'affinage d'une fonte phosphoreuse est effectué par le procédé LDAC dans le- quel on utilise de l'oxygène techniquement pur contenant en suspension un agent déphosphorant tel de la poudre de chaux.
Cette nécessité d'opérer un décrassage intermédiaire cons- titue un inconvénient en raison du temps qu'il exige et des manipulations qu'il demande.
Si d'autre part, l'affinage d'une fonte peu phosphoreuse du type hématite par le procédé classique dit procédé LD est possible en une seule phase, l'obtention d'aciers à très basses teneurs en phosphore (par exemple inférieures à 0,010 ) peut présenter quelques difficultés dès que la teneur en phosphore de la fonte dépasse 0,25 %.
La présente invention a pour objet un procé- dé qui permet d'éviter les inconvénients exposés ci-dessus en offrant soit la possibilité d'affiner en une seule phase une fonte même très phosphoreuse, soit de fabriquer par le procédé LD classique des aciers à très basse teneur en phos- phore à partir de fontes légèrement plus phosphoreuses que les fontes du type hématite habituel.
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Le procédé objet de l'invention, est essen- tiellement caractérisé en ce que, avant affinage, on dilue la fonte en fusion au moyen de mitrailles dont une partie au moins est liquide, Pour réaliser cette dilution, on in- troduit dans le convertisseur soit des mitrailles solides qui y sont en tout ou en partie fondues avant l'enfournement de la fonte, au moyen d'un brûleur oxy-fuel par exemple, soit des mitrailles liquides obtenues par fusion dans un four dis- tinct du convertisseur auxquelles sont éventuellement mélan- gées des mitrailles solides. La fonte est alors enfournée à son tour et la fusion de la partie éventuellement restée solide des mitrailles, s'effectue normalement au cours de l'affinage.
Lorsque la fusion des mitrailles a lieu à l'oxy-fuel soit dans le convertisseur même, soit dans un four distinct, le mélange des mitrailles solides et des mi- trailles liquides est aisément et très économiquement obtenu en arrêtant la fusion au moment où le rendement du brûleur devient trop faible. La température des mitrailles liquides est en général comprise entre 1500 C et 1600 C.
Le procédé de l'invention est particulière- ment avantageux lorsque la fonte liquide introduite dans le convertisseur a une teneur en phosphore supérieure à 1,5 % et est affinée par le procédé LDAC. L'affinage en une seule phase est possible car les mitrailles mélangées à la fonte phosphoreuse peuvent l'être jusque dans la proportion de 60 à 70 parties en poids de mitrailles pour 40 à 30 parties en
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poids de la fonte. Dans le caa d'affinage de fonte du type hématite dont la teneur en phosphore atteint 0,5 %, l'addition de 60 à 70 parties en poids de mitrailles est également possible et permet d'obtenir des aciers contenant moins de 0,015 %,de phosphore.
Le procédé objet de la présente invention, @ permet un gain de temps au cours de l'opération d'affinage, assure une capacité plus grande des convertisseurs et faci- lite le contrôle de l'affinage lorsque l'opération est pos- sible en une phase. Il présente en outre le grand avantage de favoriser la consommation de mitrailles, étant donné les quantités importantes de cette matière qui peuvent être mé- langées à la fonte normale.
Or, on sait que pratiquement les procédés d'affinage classiques dans lesquels la fonte est affinée en une ou deux phases au moyen d'un gaz oxydant contenant ou non en suspension un agent déphosphorant, in- jecté par le haut dans un convertisseur à fond plein, per- met rarement, en vertu du bilan thermique de l'opération, une consommation de mitrailles solides et froides supérieu- re à 25 parties en poids de la charge métallique totale.
Une installation d'affinage fonctionnant suivant le procédé objet de la présente invention et dont la charge comporte environ 70 parties en poids de mitrail- les, combinée à une installation d'affinage classique LDAC de même capacité dont la charge comporte environ 20 parties en poids de mitrailles, permet par conséquent une consomma- tion de mitrailles moyenne correspondant à 45 parties en
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poids de la charge totale. Une seule installation fonc- tionnant alternativement suivant le procédé objet de l'invention et suivant le procédé classique, donnerait les mêmes résultats tout en permettant un gain de temps important.
, A titre purement exemplatif et nullement limitatif, on décrit ci-dessous une opération d'élabora- tion d'acier suivant le procédé de la présente invention.
On utilise un convertisseur à fond plein dans lequel on enfourne 20 tonnes de mitrailles fondues en grande partie dans un four distinct au moyen d'un brûleur oxy-fuel ; on ajoute 10 tonnes de fonte contenant 3,5 % de carbone, 1,8 % de phosphore, 0,6 % de silicium et 0,5 % de manganèse. Le mélange des mitrailles fondues et des mi- trailles solides a une température de 1530 C. L'opération d'affinage de la charge à l'aide d'oxygène techniquement pur contenant en suspension de la chaux finement divisée se fait en une phase et dure environ 12 'minutes.
L'acier obtenu présente une teneur en car- bone égale à 0,06 %, une teneur en phosphore égale à 0,015 % et une teneur en azote inférieure à 0,003 %.
REVENDICATIONS.
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Cast iron refining process,
The present invention relates to an improvement to the pneumatic refining process for cast iron which consists in injecting from above, by means of a lance, an oxidizing gas and in particular technically pure oxygen into and / or into the metal bath contained in a full-bottom converter. This process, now well known, allows the manufacture of very high quality steels both from a low phosphorous iron of the hematite type, and from a high phosphorus content iron.
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In these processes, proper dephosphorization of the bath is only possible in a single phase if the phosphorus content of the pig iron is not too high. If this content exceeds, for example, 0.6 to 0.7%, the refining must generally include two blowing phases between which it is necessary to carry out an intermediate scouring; this is generally the case when the refining of a phosphorous melt is carried out by the LDAC process in which technically pure oxygen is used containing in suspension a dephosphorising agent such as lime powder.
This need to operate an intermediate scouring is a drawback because of the time it requires and the handling it requires.
If, on the other hand, the refining of a low-phosphorus iron of the hematite type by the conventional process known as the LD process is possible in a single phase, obtaining steels with very low phosphorus contents (for example less than 0.010 ) may present some difficulty as soon as the phosphorus content of the cast iron exceeds 0.25%.
The object of the present invention is a process which makes it possible to avoid the drawbacks set out above by offering either the possibility of refining a cast iron, even a very phosphorous one, in a single phase, or of manufacturing, by the conventional LD process, steel with very low phosphorus content from slightly more phosphorous cast irons than the usual hematite type cast irons.
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The process which is the subject of the invention is essentially characterized in that, before refining, the molten iron is diluted by means of scrap metal, at least part of which is liquid. To achieve this dilution, the converter is introduced into the converter either solid scrap which is wholly or partly melted there before the iron is charged, by means of an oxy-fuel burner for example, or liquid scrap obtained by fusion in a furnace separate from the converter to which are possibly mixed with solid scrap. The cast iron is then put into the oven in turn and the melting of the part which may have remained solid of the scrap metal is carried out normally during the refining.
When the smelting of the scrap metal takes place with oxy-fuel either in the converter itself or in a separate furnace, the mixing of the solid scrap and the liquid slurry is easily and very economically obtained by stopping the melting when the burner efficiency becomes too low. The temperature of liquid scrap is generally between 1500 C and 1600 C.
The process of the invention is particularly advantageous when the liquid iron introduced into the converter has a phosphorus content greater than 1.5% and is refined by the LDAC process. Refining in a single phase is possible because the scrap mixed with phosphorous iron can be mixed up to the proportion of 60 to 70 parts by weight of scrap to 40 to 30 parts in
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weight of the cast iron. In the hematite-type pig iron refining chamber, the phosphorus content of which reaches 0.5%, the addition of 60 to 70 parts by weight of scrap is also possible and makes it possible to obtain steels containing less than 0.015%, phosphorus.
The method which is the subject of the present invention allows a saving of time during the refining operation, ensures a greater capacity of the converters and facilitates the control of the refining when the operation is possible. a phase. It also has the great advantage of promoting the consumption of scrap metal, given the large quantities of this material which can be mixed with normal melting.
Now, it is known that practically the conventional refining processes in which the cast iron is refined in one or two phases by means of an oxidizing gas containing or not in suspension a dephosphorizing agent, injected from the top into a bottom converter. full, rarely allows, by virtue of the thermal balance of the operation, a consumption of solid and cold scrap greater than 25 parts by weight of the total metal charge.
A refining installation operating according to the process which is the subject of the present invention and the load of which comprises approximately 70 parts by weight of machine guns, combined with a conventional LDAC refining installation of the same capacity, the load of which comprises approximately 20 parts by weight of scrap, consequently allows an average consumption of scrap corresponding to 45 parts in
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total load weight. A single installation operating alternately according to the method which is the subject of the invention and according to the conventional method, would give the same results while allowing a significant saving in time.
By way of purely illustrative and in no way limiting, a steelmaking operation according to the process of the present invention is described below.
A full-bottom converter is used in which 20 tonnes of molten scrap metal are fed mostly in a separate furnace by means of an oxy-fuel burner; 10 tonnes of cast iron containing 3.5% carbon, 1.8% phosphorus, 0.6% silicon and 0.5% manganese are added. The mixture of the molten scrap and the solid scrap has a temperature of 1530 C. The operation of refining the feed using technically pure oxygen containing finely divided lime in suspension is carried out in one phase and lasts about 12 'minutes.
The steel obtained has a carbon content equal to 0.06%, a phosphorus content equal to 0.015% and a nitrogen content of less than 0.003%.
CLAIMS.
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