BE879594A - Procede de fabrication d'acier - Google Patents

Description

  "Procédé de fabrication d'acier"

  
comme

BREVET D'INVENTION.

  
Priorité des six demandes de brevet déposées au Japon, respectivement le 24 octobre 1978 sous le n[deg.] 53-130039, le 2 novembre
1978 sous le n[deg.] 53-134584, le 15 décembre 1978 sous le

  
n[deg.] 53-154769, le 30 décembre 1978 sous le n[deg.] 53-162538, le 30 décembre 1978 sous le n[deg.] 53-162539, et le 13 janvier 1979 sous le n[deg.] 54-1780, toutes au nom de la Société susdite.

  
1 La présente invention concerne un procédé de transformation du fer fondu d'un haut fourneau en un acier fondu. Le procédé prévoit un raffinage amélioré qui comprend une division systématique de la séquence de traitement du fer fondu.

  
(1) Un exemple typique du procédé de transformation du fer fondu d'un haut fourneau en un acier fondu est la méthode du convertisseur à l'oxygène basique qui consiste à insuffler de l'oxygène à la surface du fer fondu en présence du laitier basique pour réaliser simultanément la réduction des teneurs en C, Si,

  
P et S de la masse fondue aux niveaux désirés. Toutefois, la méthode au convertisseur implique la réaction d'oxydation au cours de laquelle ont lieu simultanément, dans le convertisseur, la décarburation, la déphosphoration et l'élimination du silicium; par conséquent, des températures de bain et d'atmosphère élevées sont engendrées. La réaction de déphosphoration se fait à des températures relativement basses; pour effectuer une déphosphoration efficace, la formation de laitier doit être contrôlée, tandis que sa basicité doit être maintenue à un haut niveau. Cependant, par suite de l'élimination du silicium, cet élément est oxydé prématurément en anhydride silicique (Si02), ce qui réduit ainsi la basicité du laitier et arrête la déphosphoration. En conséquence, pour réaliser le contrôle convenable de

  
la basicité du laitier, une plus grande dose de fondant est nécessaire, par exemple, du CaO; ceci conduit à la formation de

  
120 à 150 kg de laitier par tonne. Les opérations de fabrication d'acier en présence d'une grande quantité de laitier provoquent souvent sa transformation en mousses ou en boues et pour prévenir ces phénomènes non désirés, il faut utiliser un convertisseur d'une grande capacité, ce qui aboutit à une hausse du coût de l'aciérie. Au surplus, la décharge d'une grande quantité de laitier augmente le coût opératoire et le débours pour un système

  
de récupération ou de régénération. De plus, l'utilisation limi-tée du laitier rend nécessaire la présence d'un vaste dépôt.

  
La formation d'une grande quantité de laitier signifie aussi

  
un faible rendement en fer car le laitier contient environ 20%

  
de FeO. (Celui-ci comprend un peu de Fe203). D'autre part, la haute teneur en laitier entraîne des détériorations prématurées du réfractaire du four et complique le fonctionnement du convertisseur, ce qui pose différents problèmes, à savoir un acier fondu de basse qualité par suite de l'absorption de l'hydrogène du fondant et de la teneur accrue en oxygène, ainsi que l'addition nécessaire de ferro-alliages et le faible rendement en acier.

  
(2) La technique consistant à effectuer la désulfuration

  
et la déphosphoration en deux stades séparés a été proposée,

  
par exemple, dans la demande de brevet n[deg.] 42696/71 publiée au Japon. L'idée fondamentale du procédé est d'éliminer les éléments impurs tels que Si, P et S, avant la décarburation, par insufflation d'oxygène gazeux. Toutefois, la référence à la technique antérieure ne mentionne pas l'élimination du silicium avant la désulfuration et la déphosphoration. Au lieu de ceci, la référence indique la réalisation simultanée de l'élimination du silicium et de la déphosphoration qui succède à la désulfuration et qui a lieu en présence d'un oxydant.

   La déphosphoration exige le maintien de la basicité à un niveau prédéterminé, mais comme le fer fondu doit encore être débarrassé du silicium, toute la source de silice passe au stade de la déphosphoration, ce qui nécessite ainsi une dose suffisante de fondant pour effectuer l'élimination désirée du silicium; par conséquent, la quantité

  
de laitier formé au cours du procédé n'est pas sensiblement plus petite que celle produite pendant la méthode du convertisseur.

  
En outre, la question se pose de savoir de quelle façon les traitements doivent être combinés (par exemple, élimination du silicium-désulfuration ou déphosphoration-décarburation). L'un des facteurs critiques à considérer pour résoudre ce problème est celui du bilan calorifique. Comment peut-on maintenir un haut niveau de teneur en C dans le fer fondu pendant le traitement

  
qui précède la décarburation s'il sert de source de chaleur à cette même décarburation ? En raison de ces problèmes encore

  
à résoudre, la technique prédécrite permettant la désulfuration

  
et la déphosphoration séparément n'est pas encore mise en oeuvre industriellement.

  
Dans ces conditions, un premier but de la présente invention consiste fondamentalement à concevoir un procédé de fabrication d'acier dans lequel les stades divisés individuellement sont combinés systématiquement pour minimiser la formation de laitier,

  
ce qui résout ainsi tous les problèmes en résultant.

  
Ce but, ainsi que les avantages concomitants de l'invention, sont atteints par l'un quelconque des procédés ci-après.

  
1. Procédé de fabrication d'acier par élimination du silicium, désulfuration, déphosphoration et décarburation du fer

  
fondu d'un haut fourneau, comprenant la séquence des stades ciaprès :

  
(1) agitation ou malaxage du fer fondu dans une cuve de réaction; apport d'oxygène tant gazeux que solide, par exemple, des oxydes de fer tels que FeO et Fe203, au fer fondu; réduction de la

  
teneur en Si du fer de plus de 0,20%, à savoir, 0,3 à 0,8%, à

  
une valeur de l'ordre de 0,05 à 0,20% à une température de bain contrôlée de 1480 à 1380[deg.]C et séparation du laitier résultant;

  
(2) agitation ou malaxage du fer fondu du point (1) dont la température de bain est de l'ordre de 1480 à 1380[deg.]C; apport, au fer fondu, d'un fondant se composant principalement de CaO et de 0,2 à

  
 <EMI ID=1.1> 

  
de traitement entre 3,5 et 8,0 et du T.Fe (Fe total) entre 3 et
10%; désulfuration et déphosphoration du fer avec le même lai-tier pour réduire les teneurs en P, S et Si à un niveau non supérieur 0,025%, 0,020% et à une trace respectivement; et maintien de la teneur en C à un niveau non inférieur à 3,8%, puis séparation du laitier résultant; et

  
(3) décarburation du fer fondu du point (2) par insufflation d'oxygène dans la masse fondue, sans emploi d'un fondant de raffinage.

  
2.- Procédé selon le paragraphe 1 dans lequel la source d'oxygène utilisée au point (2) se compose d'oxygène tant gazeux que solide.

  
3. Procédé selon le paragraphe 1 dans lequel la charge de fondant utilisé au point (2) est de l'ordre de 12 à 30 kg par tonne de fer fondu.

  
4. Procédé selon le paragraphe 1 dans lequel la source d'oxygène est fournie en continu ou par portions pour contrôler

  
le niveau T.Fe du laitier de traitement au cours du point (2).

  
5. Procédé selon le paragraphe 1 dans lequel le laitier

  
de traitement a une basicité de l'ordre de 4 à 6 durant le

  
point (2).

  
6. Procédé selon le paragraphe 1 dans lequel lo'xygène gazeux utilisé au point (2) est insufflé à la surface du laitier de traitement pour réaliser la désulfuration par évaporation.

  
7. Procédé selon le paragraphe 1 dans lequel le fer fondu est agité ou malaxé pendant le point 2, tandis qu'un fondant constitué principalement de CaO et de CaCl2 ou de KC1, ou tant de KC1 que de CaCl2 est ajouté au fer fondu pour effectuer tout d'abord la désulfuration, qui est suivie ensuite d'une déphosphoration se produisant simultanément à la désulfuration par évaporation du laitier de traitement.

  
8. Procédé selon le paragraphe 1 dans lequel l'oxygène gazeux est soufflé à la surface du bain de fer fondu au cours du point (3) et un gaz de mélange ou d'agitation est introduit au 1

  
fond du bain.

  
9. Procédé selon le paragraphe 8 dans lequel, au cours du point (3), la cuve est chargée de fer fondu à raison des 25 à
60% de sa capacité.

  
Aux dessins ci-annexés .

  
la figure 1 est une esquisse de la séquence de fabrication d'acier conforme à l'invention; la figure 2 est un graphique représentant la relation entre <EMI ID=2.1> 

  
gaz de raffinage expulsé; la figure 3 est un graphique illustrant la relation entre la basicité du laitier de traitement à des niveaux T.Fe différents au cours du point (2) et l'efficacité de la déphosphoration du fer fondu; la figure 4 est un graphique montrant la relation entre la basicité du laitier de traitement à des niveaux T.Fe différents au cours du point (2) et l'efficacité de la désulfuration du fer fondu; la figure 5 est un graphique reproduisant le changement en fonction du temps de FeO et de MnO qui se forment au cours de la décarburation (point 3); et la figure 6 est un graphique illustrant la durée de la désulfuration et de la déphosphoration telles qu'elles sont effectuées durant le second stade de l'exemple 2 décrit ci-après.

  
On explique en détail la présente invention dans le texte qui suit. Quatre réactions ont lieu durant le raffinage du fer fondu. Il s'agit de la décarburation, de l'élimination du silicium, de la déphosphoration et de la désulfuration; les trois premières réactions se développent dans un convertisseur LD et la désulfuration du fer fondu se fait dans de nombreux cas avant son introduction dans le convertisseur. La décarburation est une /

  
réaction gaz-liquide au cours de laquelle seul l'oxygène gazeux réagit avec le fer fondu et, théoriquement, la réaction se développe plus régulièrement à un niveau de haute température

  
qu'à un niveau de basse température. D'autre part, l'élimination du silicium, la déphosphoration et la désulfuration sont des réactions liquide-liquide durant lesquelles le laitier réagit avec le fer fondu et pour promouvoir la déphosphoration particulièrement et minimiser l'usure du réfractaire du four due au laitier, ces réactions ont lieu avantageusement à un niveau de basse température. En considération de ces faits, la séparation complète de la décarburation des autres réactions entraîne le raffinage le plus efficace. Toutefois, ce but ne peut pas être atteint sans parvenir aux objectifs suivants :

  
(1) le raffinage du fer fondu à un niveau de basse température, isolé de la décarburation est tel que les teneurs en P, S et Si ont été réduites aux niveaux exigés pour un objet d'acier;

  
(2) le fer fondu dont les teneurs en P, S et Si dont diminuées peut être décarburé en ne mettant en oeuvre qu'une réaction gazliquide, c'est-à-dire sans formation de laitier;

  
(3) par suite de la division optimalisée de la réaction de raffinage en deux stades, comme indiqué ci-dessus, une réduction appréciable du laitier de traitement est observée pendant le premier stade et une diminution de la perte de fer se produit durant le second stade par l'intermédiaire de la décarburation efficace.

  
A la suite de diverses études sur l'exécution la plus avantageuse de ces stades, la Demanderesse a découvert qu'il faut satisfaire aux trois exigences suivantes pour réaliser la désulfuration et la déphosphoration efficaces qui sont considérées comme les réactions les plus difficiles du premier stade : <EMI ID=3.1>  contrôlée à un niveau non inférieur à 3,5; b) le niveau T.Fe du laitier est maintenu entre 3 et 10%; et c) le laitier de traitement satisfaisant aux exigences a) et b) est agité ou mélangé énergiquement dans une cuve à lot pour assurer un contact intime entre le laitier et le métal.

  
Or, la déphosphoration est en général une réaction d'oxydation, tandis que la désulfuration est une réaction de réduction. Par exemple , pour accélérer la déphosphoration qui se produit dans un convertisseur, le niveau T.Fe du laitier de traitement doit en général être porté à un ordre de grandeur de 20 à 40% mais la désulfuration se déroule à peine à cet ordre. D'autre part, plus bas est le niveau T.Fe, plus rapide est le déroulement de la désulfuration et, par conséquent, celle-ci a lieu normalement dans une atmopshère de réduction comme prétraitement séparé du fer fondu.

  
Toutefois, la Demanderesse a constaté que si, dans le cas d'une haute basicité, le laitier se composant principalement

  
de CaO est mis en contact avec le métal par agitation ou mélange forcé, il est possible d'exécuter la déphosphoration même si le laitier a une teneur en FeO de loin inférieure au niveau normalement exigé. Par suite de la teneur réduite en FeO du laitier, une désulfuration et une déphosphoration simultanées, qui n'ont pas été possibles jusqu'ici avec le procédé du convertisseur classique et le procédé de la demande de brevet n[deg.] 4296/71 publiée au Japon, peuvent à présent être réalisées à un rythme accéléré avec une petite quantité de laitier de traitement dont la composition est commune aux deux réactions. Cependant, si le laitier de traitement a une haute basicité et un bas niveau

  
T.Fe et s'il est utilisé à un niveau de basse température, il

  
ne forme pas un laitier de fusion ou le laitier résultant n'a qu'une faible fluidité et ce laitier n'est donc pas acceptable pour des opérations pratiques. De nombreux essais ont été entrepris pour éviter ces inconvénients en effectuant un préraffinage à une basicité de moins de 3,0, mais tous ces essais exigent un grand volume de laitier de traitement à ajouter et ne permettent donc pas d'atteindre le but de l'invention qui est de réduire la quantité de laitier de traitement nécessaire.

   Une augmentation de la teneur en FeO du laitier de traitement peut améliorer sa fluidité, mais ceci s'accompagne non seulement d'un faible effet de désulfuration, mais aussi d'un potentiel d'oxygène accru du laitier et, dès lors, la teneur en C est réduite dans une mesure telle que non seulement la réalisation du procédé de l'invention n'est pas possible, mais la transformation en mousses du laitier rend aussi difficile la mise en oeuvre du procédé. Pour résoudre ces problèmes conformément à l'invention, un agent abaissant le point de fusion, constitué de CaCl2 ou de KC1 ou des deux à la fois CaCl2 et KC1, est ajouté en une quantité de l'ordre de 0,2

  
à 0,5 partie en poids par partie en poids de CaO et la température pour amorcer la déphosphoration et la désulfuration est maintenue à un niveau supérieur à 1380[deg.]C. Le résultat est une formation de laitier dont la basicité est élevée et la teneur en FeO, basse. Un facteur critique du contrôle du niveau T.Fe du laitier de traitement dans un ordre très étroit (3 à 10%) pendant l'agitation ou le mélange forcé du fer fondu à haute teneur en carbone, consiste en un apport d'oxygène solide (oxydes de fer). L'invention permet le contrôle recherché du niveau T.Fe par l'apport d'oxygène solide en continu ou par portions. Une durée de traitement plus courte est nécessaire pour réaliser les opérations de fabrication d'acier à une échelle industrielle.

   La durée de traitement est régie principalement par la durée de la réaction de déphosphoration et de désulfuration, qui est ellemême contrôlée par la force d'agitation ou de mélange du laitier et du métal. Afin de prévoir une force d'agitation ou de mélange efficace pour raccourcir la durée de la réaction, une énergie d'agitation de 0,3 kw/t de gueuse est nécessaire et il est satisfait à cette exigence en introduisant du fer fondu dans une cuve à lot et en exécutant l'agitation ou le mélange forcé par insufflation de gaz, au moyen d'un agitateur ou d'autres organes appropriés. Cette agitation ou ce mélange forcé est très diffi cile à effectuer au cours du procédé de fabrication d'acier classique en continu.

   Comme exposé ci-avant, l'invention exige un laitier de traitement d'une basicité de l'ordre de 3,5 à 8 et la réduction du volume de laitier de traitement au niveau minimum requis dans cet état; la source de silice du fer fondu doit

  
être diminuée. Ceci est la raison pour laquelle durant le procédé de l'invention, la déphosphoration et la désulfuration suivent l'élimination du silicium qui réduit la teneur en Si à un niveau non supérieur à 0,20%.

  
Le carbone est la seule source de chaleur à utiliser pendant la décarburation de l'invention et sa teneur doit donc être maintenue aussi haute que possible. Pour atteindre ce but, l'élimination du silicium est tout d'abord réalisée à une température

  
non supérieure à 1480[deg.]C pour arrêter ainsi l'apparition possible de la décarburation; pendant la déphosphoration et la désulfuration subséquente, seule une petite quantité d'oxydes de fer est ajoutée pour que soit alors basse la teneur en FeO du laitier de traitement et pour que la décarburation soit empêchée. En traitant le fer fondu dans ces conditions, la teneur en carbone du fer avant la carburation peut être maintenue à 3,8% ou plus.

  
La séquence du procédé de l'invention est spécialement décrite dans le texte qui suit.

  
Le but principal du premier stade conforme à l'invention est l'élimination du silicium. L'invention fait usage de fer fondu produit dans un haut fourneau. La composition de la masse fondue varie en fonction des matières premières introduites dans le four et des conditions opératoires du four. Elle est en général de 4,3-4,7% de C, 0,3-0,8% de Si, 0,4-0,9% de Mn, 0,080-0,200% de P et 0,015-0,050% de S. Selon l'invention, ce fer fondu est trans-1

  
formé dans une cuve, par exemple, une poche de coulée, où il est soumis au traitement de réduction du silicium décrit ci-dessus.

  
Tel que le montre le dessin de gauche de la figure 1 qui représente le premier stade du procédé de l'invention, la poche de coulée est une cuve doublée d'une couche réfractaire 1 employée ordinairement pour la fabrication de l'acier; cette cuve est désignée en général par 2. La poche de coulée 2 est équipée d'un

  
 <EMI ID=4.1> 

  
malaxage à partir du fond. L'organe d'insufflation de gaz peut se composer d'un tampon poreux, d'un tube d'amenée de gaz ou d'un tube réfractaire immergé dans la poche de coulée à partir du haut. Le gaz introduit dans la poche de coulée par le dispo-

  
 <EMI ID=5.1> 

  
de l'azote gazeux ou d'autres gaz intertes, mais de l'oxygène gazeux peut aussi être utilisé. En fonction du but, ces gaz peuvent être mélangés avec une substance telle que des oxydes de fer. L'agitation ou le mélange par le gaz peut être remplacé par une agitation ou un malaxage mécanique.

  
La poche de coulée 2 équipée du dispositif d'insufflation de gaz 3 est remplie de fer fondu dont la composition est définie ci-dessus et dont la température est de 1400[deg.]C, par exemple. En principe, l'élimination du silicium, conforme à la présente invention, est réalisée en ajoutant de l'oxygène au fer fondu;

  
 <EMI ID=6.1> 

  
surface du bain et est évacué de la poche de coulée. Afin que l'élimination du silicium prédomine par rapport aux autres réactions et se déroule efficacement, l'efficacité du contact entre le silicium du fer et l'oxygène est accentuée par l'application d'une force d'agitation ou de mélange du gaz fourni par le dispositif d'insufflation 3.

  
La particularité la plus caractéristique de l'invention consiste à réduire la teneur en Si à un ordre de 0,05 à 0,20%, la température du bain étant contrôlée dans le domaine de 1380 à 1480[deg.]C. L'apport d'oxygène au bain de fer fondu contraint le

  
 <EMI ID=7.1> 

  
gène gazeux, par exemple, de l'oxygène industriel d'une grande pureté, l'oxydation rapide du silicium cède de la chaleur qui élève la température du bain. Si la température dépasse 1480[deg.]C,

  
le degré d'oxydation du carbone emprisonné est augmenté et la quantité absolue de carbone qui agit comme seule source de combustible à utiliser, lors du troisième stade du procédé, c'està-dire la décarburation, est réduite, et ceci conduit à une possibilité limitée d'utiliser de la mitraille pendant la décarburation. Par conséquent, selon l'invention, on entreprend l'élimination du silicium lorsque la température du bain est contrôlée

  
à un niveau non supérieur à 1480[deg.]C, de façon à arrêter la décarburation. Comme moyen optimum pour le maintien de la température du bain à un niveau ne dépassant pas 1480[deg.]C, on apporte, au bain de fer fondu, non seulement de l'oxygène gazeux, mais aussi de l'oxygène solide possédant tous deux des possibilités d'oxydation et de refroidissement. Des exemples d'oxygène solide

  
sont les minerais de fer, les minerais fer-manganèse, les écailles et les oxydes de fer qui peuvent être utilisés seuls ou en mélanges.

  
Au dessin de gauche de la figure 1 qui reproduit le premier stade du procédé de l'invention, la lance pour l'apport d'oxygène gazeux est désignée par 4 et la trémie pour la fourni-

  
 <EMI ID=8.1> 

  
solide favorise le contrôle voulu de la température du bain et forme une couche de laitier à la surface de ce bain. Le laitier

  
 <EMI ID=9.1> 

  
Fe203). En agitant ou en malaxant au moyen de gaz, comme décrit ci-avant, le FeO (Fe203) entre en contact avec le silicium em-prisonné pour promouvoir son oxydation ou la réduction du FeO,

  
ce qui diminue la teneur en FeO du laitier pour arrêter l'augmentation de la formation de laitier produit durant l'élimination du silicium. Une petite quantité de CaO peut être ajoutée pour accroître la fluidité du laitier de traitement et provoquer ainsi une autre diminution de la teneur en FeO.

  
Les effets de contrôle de la température du bain à un niveau non supérieur à 1480[deg.]C ne sont pas limités à l'arrêt précité de la décarburation. Un autre effet est de prévoir une température de bain convenant au traitement du second stade décrit ci-après. Exposées brièvement, la désulfuration et la déphosphoration du fer fondu pendant le deuxième stade sont réalisées avantageusement à la température la plus basse possible, par ce que plus la température du bain est basse, plus la valeur constante d'équilibre de la déphosphoration est élevée; par conséquent, la définition de la limite supérieure de la température du bain à 1480[deg.]C est critique pour le deuxième stade du procédé de l'invention.

   Toutefois, comme l'oxygène solide à utiliser au cours du deuxième stade a pour effet d'abaisser la température du bain, celle-ci ne doit pas être excessivement basse pendant

  
le premier stade. Autrement, la dissolution rapide d'un fondant

  
à base de CaO et de CaCl2 devient difficile. En conséquence, conformément à l'invention, la température du bain est contrôlée

  
à 1380[deg.]C ou plus pendant le premier stade.

  
Comme décrit ci-avant, le bain agité ou malaxé est additionné d'oxygène tant gazeux que solide et la température du bain est contrôlée entre 1380 et 1480[deg.]C afin d'effectuer l'élimination

  
du silicium, tandis que la décarburation est supprimée jusqu'à un minimum d'environ 0,2%. Si la teneur finale en Si après l'élimination du silicium dépasse 0,20%, une plus grande quantité de fondant doit être utilisée pour former du laitier de traitement

  
 <EMI ID=10.1>  effectuer une désulfuration et une déphosphoration régulières

  
au cours du deuxième stade. Cette augmentation de la charge de fondant conduit à un accroissement de la quantité de laitier évacué et est donc nuisible pour le but de l'invention.

  
Par conséquent, le premier stade ou l'élimination du silicium de l'invention réduit la teneur en Si du fer fondu à 0,2% ou moins, tandis que la décarburation est arrêtée. Plus la teneur en Si est basse, plus petite est la quantité de fondant nécessai-

  
 <EMI ID=11.1> 

  
Toutefois, si la teneur en Si est réduite à moins de 0,05%, une plus grande décarburation que ceci est permis se produit en dépit de l'agitation ou du malaxage du bain et du contrôle de la température du bain à 1480[deg.]C ou moins; par conséquent, une quantité appropriée de carbone ne peut pas être épargnée en vue d'une utilisation comme combustible au cours du troisième stade ou de la décarburation. Au surplus, par suite de l'oxydation excessive du fer fondu, la teneur en FeO (MnO) du laitier formé pendant l'élimination du silicium est augmentée, ce qui provoque une perte de fer plus importante.

  
A la fin de l'élimination du silicium du fer fondu de la poche de coulée, le laitier résultant constitué principalement

  
 <EMI ID=12.1> 

  
aspiration ou tout autre moyen classique. La quantité de laitier déchargé correspond à la diminution de la teneur en silicium emprisonné. Le laitier se compose principalement de Si02 et est

  
 <EMI ID=13.1> 

  
régénéré en vue d'une utilisation comme source de silice, par exemple, une silice supplémentaire pour les matières introduites dans le haut fourneau.

  
Les buts principaux du deuxième stade du procédé de fabrication d'acier de l'invention sont la désulfuration et la déphosphoration. Le stade est réalisé de préférence dans la poche de coulée 2, utilisée pour éliminer le silicium durant le premier stade; en d'autres termes, si le fer fondu de la poche de coulée 2 n'est pas transféré dans une cuve séparée pour le deuxième stade, il peut être traité. Ceci est avantageux, en ce sens qu'une autre poche de coulée ne doit pas être préchauffée et que la possibilité d'une diminution de la température du bain, par suite d'un transfordement d'un poche à l'autre, est éliminée.

  
Au dessin médian de la figure 1 qui représente le deuxième stade de l'invention, on désigne par 6 la trémie d'apport de fondant décrit ci-dessous.

  
Le deuxième stade du procédé de l'invention consiste à uti-

  
 <EMI ID=14.1> 

  
ou de KC1 ou des deux à la fois CaCl2 et KC1 comme matières favorisant la désulfuration et la déphosphoration du fer fondu.

  
 <EMI ID=15.1> 

  
abaissant le point de fusion, est décrit dans "Tetsu to Hagane
(Transactions of the Iron and Steel Institut of Japan)", 21,

  
n[deg.] 8, 25 août 1935. Une technique de déphosphoration et de désulfuration simultanées du fer fondu est citée dans le périodique précité , 64, n[deg.]_2, 1978; on emploie ici 25% environ (pour la masse fondue) d'un fondant CaCl2-Ca0-Mn0 à faible point de fusion, préparé en fondant un mélange de 70-80% de CaCl2, 10-
20% de CaO et 5-15% de MnO. Comme on le sait dans la présente

  
 <EMI ID=16.1> 

  
températures et leur emploi en une grande quantité a pour avantage la production d'un laitier à bas point de fusion et d'une grande fluidité. Mais le fondant érode beaucoup trop le réfractaire du four et émet des gaz nocifs. Par conséquent, pour mettre en oeuvre industriellement la technique précitée, il faut la soutenir par des moyens efficaces qui prolongent la durée de

  
vie du revêtement réfractaire du four de raffinage et par des systèmes qui consistent à recueillir et à traiter le grand volu-me de gaz émis, contenant du chlore. En outre, le fondant utilisé en une quantité d'environ 25% en poids par rapport au fer fondu, produit une énorme quantité de laitier et pose un problème d'élimination de ce laitier.

  
Il est donc essentiel que le fondant employé au cours du deuxième stade du procédé de l'invention comprenne 0,2 à 0,5

  
 <EMI ID=17.1> 

  
CaCl2 par partie en poids de CaO. La composition du fondant peut comprendre un mélange de ces composants ou ceux-ci peuvent être utilisés seuls. L'effet du CaCl2 du fondant consiste à former du laitier de fusion à faible niveau de FeO à partir du CaO à une température de bain de l'ordre de 1380 à 1480[deg.]C. Pour la formation accélérée de laitier de fusion à partir de CaO, le fondant se présente avantageusement en grains d'une dimension de 10 mm ou moins. Le fondant décrit ci-dessus, constitué principalement

  
 <EMI ID=18.1> 

  
de CaCl2. Si le fondant contient moins de 0,2 partie en poids

  
de CaCl2 (ou KC1) par partie en poids de CaO, il devient difficile de former du laitier de fusion d'un faible niveau de FeO, qui est de plus hautement réactif et fluide. En conséquence, le fondant a préférablement une teneur plus élevée en CaCl2 (ou KC1) de façon à accélérer la formation de laitier de fusion et de fournir du laitier d'une fluidité correcte. Toutefois, si la teneur en CaCl2 (ou KC1) dépasse 0,5 partie en poids basé sur

  
 <EMI ID=19.1> 

  
en CaCl2 évaporé (ou en KC1) ou en gaz contenant du chlore, du gaz expulsé est augmentée comme le montre la figure 2, ce qui accroît ainsi la charge d'un système de contrôle de la pollution ou autre.

  
Le bain de fer fondu débarrassé du silicium contenu dans la poche de coulée, est additionné de 12 à 30 kg/t de gueuse de fondant comme décrit ci-dessus (au taux de 1, 2 à 3,0% par rapport à une quantité de fer fondu). Par suite de la force de malaxage

  
 <EMI ID=20.1> 

  
le fondant entre en contact suffisamment avec le fer fondu pour favoriser la réaction de formation de laitier de fusion jusqu'à

  
 <EMI ID=21.1> 

  
à 8 se forme. La dose (unité de base) de fondant, conformément

  
à l'invention, est sensiblement plus petite que celle indiquée dans le périodique précité, 64, n[deg.] 2, 1978 ou que celle utilisée normalement pendant la déphosphoration préliminaire de divers fers fondus. Le fondant employé en&#65533;cette petite quantité est suffisant pour donner les résultats désirés en raison des effets combinés (1) de l'élimination du silicium qui a déjà été achevée au cours du premier stade (2), du contrôle du laitier de traitement pour lui conférer une basicité de l'ordre de 3,5 à 8 et

  
une valeur T.Fe comprise entre 3 et 10% et (3) du malaxage ou de l'agitation forcée du bain de fer fondu.

  
La désulfuration et la déphosphoration se déroulant au cours du deuxième stade du procédé de l'invention sont caractérisés non seulement par l'emploi du fondant constitué principalement de CaO et de CaCl2 (ou de KC1), mais aussi par l'apport d'oxygène solide ou d'oxygène insufflé par le haut ou de ces deux types d'oxygène jusqu'à ce que le fer fondu contienne 0,025% de phosphore au maximum, 0,020% de soufre au maximum, 3,8% de carbone au minimum et une trace de silicium. La fraction d'oxygène solide et d'oxygène gazeux est utilisée pour former FeO qui est consommé pendant la déphosphoration . La relation entre le niveau T.Fe du laitier de traitement à utiliser dans la présente invention et le rendement de la déphosphoration est reproduite

  
à la figure 3 où on peut voir qu'un haut rendement de déphosphoration peut être obtenu en maintenant le niveau T.Fe du laitier

  
à une valeur supérieure à 3%. Le rendement de la désulfuration du laitier de traitement, en corrélation avec le niveau T.Fe et l'emploi d'oxygène gazeux, est représenté à la figure 4 où il est visible que le haut rendement de désulfuration est atteint en réduisant le niveau T.Fe du laitier à une valeur de moins

  
de 10%. Pour ces raisons, l'invention limite le niveau T.Fe

  
du laitier de traitement à un ordre de grandeur de 3 à 10%. La basicité du laitier s'élève à 3,5-8, de préférence à 4-6. Une caractéristique particulière du deuxième stade consiste en ce qu'en insufflant de l'oxygène gazeux à la surface du laitier de traitement, l'oxygène entre en contact avec le soufre emprisonné dans le laitier fluide d'un bas niveau FeO et dissipe le soufre. Dénommé en général "désulfuration par évaporation", ce phénomène est efficace pour régénérer l'effet désulfurant du laitier de traitement en vue d'assurer une désulfuration à rendement élevé, comme indiqué à la figure 4.

  
Il faut noter que le niveau T.Fe du laitier correspond à

  
la teneur totale en Fe de FeO et de Fe203 du laitier et ne comprend pas la teneur en fer métallique. Par suite du taux de réduction rapide de FeO et du changement rapide résultant de la teneur en FeO, il n'est pas possible de contrôler le niveau T.Fe entre 3 et 10% par une technique classique consistant à introduire toutes les fractions d'oxygène solide (oxydes de fer) en une fois. A la suite d'études effectuées sur cette question, la Demanderesse a découvert que le contrôle désiré du niveau T.Fe peut se faire en introduisant en continu 15 à 30 kg d'oxygène solide par tonne et/ou 0,5 à 5,0 m3N d'oxygène gazeux insufflé par le haut par tonne. Il faut entendre que l'oxygène solide peut aussi être fourni en petites quantités à un intervalle donné.

   L'avantage de cet apport continu ou intermittent d'oxygène gazeux ou d'oxygène solide est que seuls de petits volumes d'oxygène sont nécessaires au cours du deuxième stade, ce qui arrête ainsi l'apparition d'une décarburation par FeO; par conséquent, en combinaison avec l'arrêt efficace de la décarbura-tion du premier stade (élimination du silicium), le deuxième stade du procédé de l'invention procure encore du fer fondu dont la teneur en carbone est maintenue à 3,8% ou plus. Ce fer fondu

  
à haute teneur en carbone permet de consommer une quantité prédéterminée de mitraille au cours du troisième stade et provoque une réaction régulière de décarburation pour atteindre la température de coulée adéquate. Au surplus, la teneur en silicium du fer fondu est réduite à une trace par oxydation lors du contact avec FeO du laitier de traitement, ce qui rend possible ainsi une décarburation avec moins de laitier au cours du troisième stade.

  
En provoquant le contact du laitier avec la masse fondue sous agitation ou malaxage, la teneur en phosphore de la masse fondue peut être réduite à 0,025% ou moins et la teneur en soufre, à 0,020% ou moins. Ces valeurs sont celles requises

  
pour les objects d'acier et, par conséquent, aucune autre élimination du phoshpore ou du soufre n'est nécessaire durant le troisième stade. L'efficacité de la désulfuration et de la déphosphoration dépend de celle du contact entre le phosphore ou

  
le soufre du fer et le laitier de traitement, tel qu'il est établi par agitation ou malaxage à l'aide de gaz. Si la force d'agitation ou de malaxage du gaz n'est pas suffisante pour créer

  
le contact voulu, un autre système d'agitation ou de malaxage, par exemple, un agitateur, peut être employé soit séparément

  
soit en combinaison avec le gaz.

  
Le deuxième stade du procédé de fabrication d'acier de l'invention a été décrit ci-dessus en se référant à une déphosphoration et à une désulfuration simultanées au cours desquelles il est fait usage tant d'un fondant que d'une source d'oxygène. Une variante de ce stade est a présent décrite en liaison avec la production de fer fondu dont la teneur en soufre est encore plus basse. Fondamentalement, la variante consiste en

  
une désulfuration qui précède une déphosphoration; en premier lieu, un fondant composé de CaO et de CaCl2 est versé dans le fer fondu sous agitation ou malaxage pour exécuter une désulfuration d'un haut degré, accompagnée de la formation de laitier de fusion contenant du CaO, puis.le fer fondu qui contient encore le fondant, est additionné d'oxygène tant solide que gazeux
(insufflé par le haut) pour maintenir le niveau T.Fe du laitier de traitement entre 3 et 10% et réaliser ainsi la désulfuration au cours de laquelle le laitier est soumis à une désulfuration par évaporation pour empêcher la résulfuration du fer fondu
(c'est-à-dire que le soufre du laitier ne pénètre pas de nouveau dans la masse fondue). A la fin des traitements du deuxième stade, le laitier produit est séparé.

   La quantité absolue de laitier de traitement est sensiblement petite, ce qui n'entraîne qu'une faible perte de fer. Le laitier contient environ 10% de P205 et aussi d'autres composants efficaces effectifs et peut être régénéré pour une utilisation comme engrais complexe contenant du phosphate. Ceci signifie que la presque totalité du laitier formé durant le deuxième stade peut être appliquée pour des buts utiles.

  
Le troisième stade du procédé de fabrication d'acier de l'invention est la décarburation du fer fondu dont la teneur en carbone est supérieure à 3,8%, mais dont les teneurs en silicium, soufre et phosphore ont été réduites au cours des premier et deuxième stades à des niveaux requis par les objets d'acier. Comme le montre le dessin de droite de la figure 1, le troisième stade de l'invention est effectué à l'intérieur de la poche de coulée 2 utilisée au cours des deux stades précédents

  
 <EMI ID=22.1> 

  
masse fondue traitée dans le four. Le four décarburant 7 peut être un convertisseur à l'oxygène basique, un convertisseur à insufflation d'oxygène par le fond ou un convertisseur d'un

  
 <EMI ID=23.1>  gène est insufflé dans la poche de coulée 2 ou dans le four décarburant 7 pendant la décarburation. Par conséquent, une particularité spéciale de la décarburation réalisée au cours du troisième stade du procédé de l'invention, consiste à insuffler de l'oxygène sans utiliser du CaO ou un autre fondant de raffinage quelconque. La caractéristique la plus particulière du troisième stade est qu'un gaz est insufflé dans la poche 2

  
 <EMI ID=24.1> 

  
malaxer vigoureusement le bain de fer fondu, tandis que l'oxygène gazeux est soufflé doucement à la surface du bain.

  
Si un jet d'oxygène est insufflé à grande vitesse comme dans le convertisseur classique à l'oxygène basique, une cavité se forme à la surface du bain de métal. Dans l'industrie de la fabrication de l'acier, l'intensité de l'insufflation d'oxygène est exprimée par plusieurs indices et un indice typique est L/Lo (où L est la profondeur de la cavité et Lo est la hauteur du bain, toutes deux en millimètres). La valeur L est déterminée

  
 <EMI ID=25.1> 

  

 <EMI ID=26.1> 


  
où Lh est la profondeur de la cavité lorsque la distance entre

  
 <EMI ID=27.1> 

  
sufflation d'oxygène (m3n/h); n'est le nombre d'orifices de l'ajutage et d est le diamètre (mm) de l'ajutage. L'insufflation avec un rapport élevé L/Lo est en général dite dure et celle avec un faible rapport L/Lo, régulière. Pour le procédé du convertisseur à l'oxygène classique, la valeur L/Lo se situe entre 0,7 et 0,9 environ.

  
Kioshi Segawa; Tetsu Yakin Hanno Kogaku (Ferrous Metallurgical

  
Enginnering), publié par Nikkan Kogyo Shinbunsha, 1969.

  
Si la valeur de L augmente, un intense rochage du métal

  
se produit. Si L est diminué pour supprimer le phénomène, un malaxage ou une agitation insuffisante retarde la réduction de la surface oxydée du bain avec le carbone, ce qui forme ainsi une grande quantité de laitier FeO-MnO à la surface du bain fondu. Ceci entraîne non seulement une grande perte de fer, mais aussi une attaque excessive du laitier sur le réfractaire. Si L/Lo est augmenté dans le but de supprimer la formation de laitier FeO-MnO lorsque le rapport du volume métallique à la capacité du four est grand, ou que la hauteur du bain de métal (Lo) est grande comme dans la présente invention, il est nécessaire d'accroître la valeur absolue de L considérablement, ce qui signifie, comme mentionné ci-dessus, un rochage extrême et, davantage, la formation très difficile d'une cavité de cette profondeur au cours des opérations actuelles.

  
Pour surmonter ces difficultés, la Demanderesse a essayé de favoriser la réduction avec du carbone du laitier FeO-MnO formé à la surface du bain de métal, au moyen d'un flux de gaz provenant du fond du bain plutôt que d'un jet d'oxygène insufflé à la surface du bain comme dans le convertisseur à l'oxygène basique et a observé que cette technique est efficace pour supprimer la formaton de laitier FeO-MnO sans tenir compte du niveau L/Lo. Par conséquent, la profondeur de la cavité qui doit être formée par l'oxygène gazeux amené par le haut du bain n'est pas critique pour l'invention et une valeur quelconque peut être choisie qui ne provoque pas un rochage. Dans ces conditions, il est donc possible d'entreprendre la décarburation exempte de laitier par un soufflage régulier avec un rapport L/Lo compris entre 0,1 et 0,6.

  
L'insufflation régulière de l'oxygène favorise l'arrêt de la formation du rochage pendant l'insufflation. La décarburation suit la courbe a de la figure 5, à partir de laquelle il est visible qu'au cours du stade initial de l'insufflation, la fraction d'oxygène fournie est utilisée pour oxyder le fer fondu en produisant une formation temporaire de FeO et de MnO comme indiqué par la partie hachurée b. Cependant, par suite de la combustion du carbone emprisonné qui a été épargné en une quantité suffisante à utiliser comme source de chaleur, la température

  
du bain s'est tout d'abord élevée pour accélérer la vitesse à laquelle FeO et MnO formés se réduisent et l'agitation ou le malaxage du bain favorise ensuite la consommation de FeO et de MnO par réduction avec le carbone emprisonné. Par conséquent, on peut sûrement conclure que la presque totalité de l'oxygène fourni contribue à la décarburation au cours du troisième stade. L'absence de phénomènes non désirés tels que la transformation du laitier en mousses et l'éclaboussement, conduit à une décarburation régulière dans la poche de coulée 2 et dans le four décarburant 7. Dès lors, la teneur finale et recherchée en carbone peut être obtenue moyennant une bonne possibilité de contrôle, sans formation de laitier quelconque à éliminer.

  
Conformément au troisième stade prédécrit du procédé de l'invention, l'utilisation efficace du four décarburant peut être réalisée. Dans le convertisseur classique, pour éviter les risques potentiels de formation et d'éclaboussement de laitier, le convertisseur peut recevoir du fer fondu à raison uniquement des 15% environ de sa capacité, mais grâce à la présente invention, cette valeur atteint à présent 25 à 60% de la capacité

  
de la poche ou du four décarburant, ce qui conduit à l'utilisation d'une cuve de décarburation plus petite et entraîne une nette diminution du coût de l'appareillage. En outre, si une source de fer ou de manganèse est ajoutée au bain de masse fondue dans la zone de réduction de FeO et de MnO qui est déterminée par la force d'agitation ou de malaxage du bain et par la température de ce bain, le procédé de l'invention est exempt de formation de mousses du type FeO ou MnO. Le rendement de la charge de fer ou de manganèse est très haut car les deux compo-sés FeO et MnO sont consommés par la réaction de réduction. Comme autre avantage, le procédé non seulement permet un contrôle aisé de la décarburation et de la température de coulée, mais assure aussi une dépendance même plus fiable des composents de l'acier.

   Dans le procédé de l'invention, si l'insufflation a dépassé sa période initiale ou, exprimé spécifiquement, si la température du bain devient relativement élevée (par exemple, 1500[deg.]C ou plus) et si la vitesse de réduction est plus rapide en termes relatifs, une plus grande quantité de gaz est introduite dans le fond du fer fondu pour accentuer l'agitation forcée du bain

  
par l'action de barbotage du gaz. En ce faisant, un contact plus intime et même plus élevé est créé entre l'oxygène ajouté ou

  
le FeO/MnO résultant et le carbone emprisonné, ce qui supprime ainsi notablement la formation de FeO et de MnO ou les fait disparaître aussitôt qu'ils sont formés.

  
Par ailleurs, le jet d'oxygène est insufflé durement à la surface de la masse fondue sans injecter un gaz d'agitation de de malaxage à partir du fond. Cette technique agite ou malaxe également le bain suffisamment pour assurer un contact adéquat entre le carbone emprisonné et l'oxygène ajouté pour réaliser

  
la réaction de décarburation régulière recherchée. Au cours du troisième stade du procédé de l'invention, on effectue de la manière décrite ci-dessus la décarburation du fer fondu contenu dans la poche de coulée 2 ou dans le four décarburant 7 pour brûler le carbone emprisonné afin d'élever le température du bain. Durant la décarburation, une quantité prédéterminée de mitraille est consommée, en même temps que la température de coulée recherchée est atteinte et, au surplus, le contrôle approprié de la température de coulée est établi.

  
Comme décrit ci-avant, le procédé de fabrication d'acier

  
de l'invention comprend la séquence de ces trois stades de traitement du fer fondu, c'est-à-dire l'élimination du silicium, la désulfuration-déphosphoration et la décarburation, le procédé est mis en oeuvre en discontinu et chaque stade est effectué dans une poche de coulée ou le fer fondu peut être transféré dans un four décarburant séparé. Dans ces conditions, la teneur en chaque constituant-objectif peut être réduite au niveau désiré dans les conditions optimales de chacun des stades, puisque des conditions convenables sont prévues pour le stade suivant.

  
Comme le laitier formé durant un stade est toujours évacué avant d'exécuter le stade suivant, une élimination fiable du laitier est prévue, ce qui entraîne ainsi le raffinage désiré

  
au cours de chaque stade avec une formation minimale de laitier.

  
Bien que deux types de laitier soient évacués entre chaque stade, ces laitiers sont évacués séparément et en petites quantités. Par conséquent, ils peuvent être utilisés pour des applications valables où leurs caractéristiques se manifestent le plus pleinement, ce qui signifie une élimination très limitée du laitier.

  
Le procédé de l'invention est encore décrit en détail ciaprès en liaison avec les exemples suivants qui ne sont donnés qu'à titre indicatif et qui ne limitent aucunement la portée de l'inventon.

Exemple 1

  
Une poche de coulée équipée d'un dispositif de barbotage

  
de gaz est remplie de 10 t de fer fondu contenant 4,5% de C, 0,53% de Si, 0,110% de P et 0,036% de S. En même temps que le fer fondu de la poche de coulée est agité ou malaxé à l'aide d'azote gazeux, on introduit 5 m3n d'oxygène gazeux par tonne

  
et 15 kg de minerais de fer par tonne dans la masse de fer

  
fondu pour réduire la teneur en Si à 0,14%. L'élimination du silicium est arrêtée à une température de bain de 1450[deg.]C et en-

  
 <EMI ID=28.1> 

  
poche de coulée est additionnée de 20 kg de fondant par tonne contenant 0,3 partie en poids de CaCl2 par partie en poids de CaO, de 25 kg d'oxyde de fer par tonne et 2,2 m3n d'oxygène gazeux par tonne, puis le fer fondu est agité et malaxé avec un agitateur pendant 10 minutes pour effectuer la désulfuration et la déphosphoration simultanées. Les oxydes de fer sont introduits par intermittence en quatre fractions, avec 2 minutes d'intervalle entre chacune d'elles. Le laitier résultant a une basicité

  
 <EMI ID=29.1> 

  
On obtient ainsi du fer fondu contenant 3,86% de C, une trace de Si, 0,018% de P et 0,017% de S. 35 kg environ de laitier sont formés et évacués soigneusement. Le fer fondu exempt de laitier est transféré dans un four décarburant du type convertisseur où il est soumis à une décarburation exempte de laitier,

  
32 m3n d'oxygène en jet par tonne étant injectés pour produire de l'acier fondu contenant 0,08% de C, 0,18% de Mn, 0,016% de P et 0,017% de S. La température à la fin de la décarburation

  
est de 1380[deg.]C.

  
Le procédé de fabrication d'acier prédécrit produit environ 20 kg de laitier par tonne pendant l'élimination du silicium, environ 35 kg de laitier par tonne durant la désulfuration et

  
la déphosphoration et aucun laitier au cours de la décarburation. Le total est de 55 kg environ par tonne, soit moins de la moitié de la quantité produite pendant le procédé du convertisseur classique. En pratique, tout le laitier formé lors de l'élimina-

  
 <EMI ID=30.1> 

  
frittage de minerais, tandis que le laitier produit durant la désulfuration et la déphosphoration est broyé et les grains de fer sont séparés du laitier, si bien que les 80% environ de celui-ci peuvent servir d'engrais. Le laitier obtenu s'élève

  
à un peu plus de 5 kg/t.

Exemple 2

  
La figure 6 montre le développement du traitement du fer fondu de cet exemple. 100 tonnes de fer fondu d'une température de 1400[deg.]C, contenu dans une poche de coulée et dont le silicium a été éliminé comme à l'exemple 1 pour réduire la teneur en Si à 0,15%, sont traitées avec 18 kg de fondant par tonne, contenant 0,3 partie en poids de CaCl2 par partie en poids de CaO pour effectuer la désulfuration sous agitation ou malaxage forcé par barbotage de gaz. La teneur en S du fer fondu qui s'élève au départ à 0,040%, est réduite à 0,008% en 6 minutes. Ensuite, la masse fondue est additionnée de 21 kg d'oxydes de fer par tonne et de 2 m3n d'oxygène gazeux par tonne. Un quart des oxydes de fer est utilisé 6 minutes après le début de la désulfuration et les trois quarts restants sont utilisés en trois fois, avec 2 minutes d'intervalle entre chacune d'elles.

   L'oxygène gazeux est ajouté en continu à un débit prédéterminé. A la fin de la déphosphoration (20 minutes plus tard), le laitier de raffinage

  
 <EMI ID=31.1> 

  
immédiatement après l'apport d'oxygène, mais il est maintenu en général à 9% et est de 4% à la fin de la déphosphoration. La teneur en phosphore du fer fondu est maintenue à 0,12% pendant la désulfuration entière (durant les six premières minutes), mais elle diminue ensuite rapidement à 0,020% à la fin de la déphosphoration. Les rendements de la désulfuration et de la déphosphoration du procédé sont respectivement de 80% et de 83,3%. Le fer fondu ainsi traité a une température de 1330[deg.]C. Le fer fondu est ensuite décarburé de la même façon qu'à l'exemple 1.

  
On obtient un acier fondu dont la composition à très basse teneur en soufre, est la suivante :

  
C : 0,06%, Mn : 0,20%, P : 0,020% et S : 0,008%

  
Un total d'environ 50 kg de gueuse de laitier par tonne est évacué au cours des opérations qui précèdent; cette valeur n'est pas différente de beaucoup de celle de l'exemple 1. 

Exemple 3

  
Du fer fondu provenant d'un haut fourneau et contenant 4,5% de C, 0,60% de Si,0,130% de P et 0,038% de S,est débarrassé du silicium, déphosphoré et désulfuré comme aux exemples 1 et

  
2 pour que les teneurs en C, Si, P et S soient réduites respectivement à 4,2%, une trace, 0,021% et 0,010%. La masse fondue résultante a une température de 1360[deg.]C. Deux fours décarburants semblables à des poches de coulée d'une capacité interne chacun d'environ 4,4 m3 sont remplis de 10 t (à raison de 32% de la capacité) et de 15 t (environ 49% de la capacité) de fer fondu,

  
 <EMI ID=32.1> 

  
gazeux par tonne, tandis que 0,3 m3 d'azote gazeux par tonne

  
est injecté dans la masse fondue par le tampon poreux inséré dans le fond du four décarburant. Une quantité donnée de mitraille est aussi ajoutée à la masse fondue comme matière de réfrigération. Aucun fondant n'est ajouté pendant le procédé de décarburation entier. Après la phase de décarburation initiale, l'insufflation est supendue et l'intérieur du four est observé visuellement; une petite quantité de laitier flotte à la surface de bain de métal. L'insufflation est reprise et poursuivie jusqu'à ce que de l'acier fondu d'une teneur en carbone de 0,05% soit produit dans chaque four. L'examen de visu de l'intérieur du four n'indique aucune formation de laitier. Un certain degré de rochage a lieu durant l'insufflation d'oxygène, mais le métal n'est pas projeté à l'extérieur du four.

  
Tel que ceci se dégage de la description ci-avant de l'exemple 3, le fer fondu dont les teneurs en Si, P et S sont réduites, est placé dans un four décarburant semblable à une poche de coulée selon un volume occupant les 32 ou les 49% de la capacité

  
du four, puis de l'oxygène est insufflé régulièrement à la surface de la masse fondue sous malaxage ou agitation forcée en l'absence de tout type de fondant. Le fait que le procédé ne

Claims (14)

provoque pas la transformation du laitier en mousses ou en boues signifie qu'un four décarburant d'une dimension beaucoup plus petite que celle requise normalement, peut être utilisé. Le procédé peut comprendre, consiste essentiellement ou se compose des stades exposés ci-avant et les compositions utilisées peuvent comprendre essentiellement ou se composer des matières précitées. Le mémoires descriptifs entiers des demandes de brevet suivantes, déposées au Japon, sont cités ici à titre de référence : <EMI ID=33.1> REVENDICATIONS.

1) à agiter ou à malaxer le fer fondu dans une cuve, à ajouter au fer fondu de l'oxygène tant gazeux que solide, à réduire la teneur en Si du fer à une valeur de l'ordre de 0,05 à 0,20% à une température de bain contrôlée entre 1480 et 1380[deg.]C et à séparer le laitier résultant;

1.- Procédé de fabrication d'acier par élimination du silicium, déphosphoration, désulfuration et décarburation du fer fondu d'un haut fourneau, caractérisé en ce qu'il consiste :

2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'oxygène utilisée au point 2) se compose d'oxygène tant gazeux que solide.

2) à agiter ou à malaxer le fer fondu du point 1) dont la température de bain est de l'ordre de 1480 à 1380[deg.]C, a jouter au fer fondu un fondant se composant essentiellement de 0,2 à 0,5 partie <EMI ID=34.1>

par partie en poids de CaO et une source d'oxygène, à maintenir la basicité du laitier de traitement entre 3,5 et 8,0 et la valeur T.Fe entre 3 et 10%, à désulfurer et à déphosphorer le fer avec le même laitier pour réduire les teneurs en P, S et Si à

un niveau non supérieur respectivmeent à 0,025%, 0,020% et une trace et à maintenir la teneur en C à un niveau non inférieur à 3,8, puis à séparer finalement le laitier résultant; et

3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge de fondant utilisée au point 2) est de l'ordre de 12 à 30 kg par tonne de fer fondu.

3) à décarburer le fer fondu du point 2) par insufflation d'oxygène dans la masse fondue sans l'emploi d'un fondant de raffinage.

4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce

que la source d'oxygène est fournie en continu pour contrôler

le niveau T.Fe du laitier de traitement du point 2).

5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le laitier de traitement a une basicité de l'ordre de 4 à 6 au point 2) .

6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oxygène gazeux utilisé au point 2) est insufflé à la surface

du laitier de traitement pour réaliser la désulfuration par évaporation.

7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce

que le fer fondu est agité au point 2), en même temps qu'un

<EMI ID=35.1>

pour réaliser tout d'abord la désulfuration suivie de la déphosphoration se produisant simultanément à la désulfuration par évaporation du laitier de traiement.

8.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que de l'oxygène gazeux est insufflé régulièrement à la surface du bain de fer fondu au point 3) et en ce qu'un gaz d'agitation est injecté par le fond du bain.

9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la cuve est remplie, au point 3); de fer fondu occupant les 25 à 60% de sa capacité.

10.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'oxygène utilisé au point 2) se compose d'oxygène tant gazeux que solide; en ce que la charge de fondant utilisée au point 2) est de l'ordre de 12 à 30 kg par tonne de fer fondu et en ce que le laitier de traitement a une basicité de l'ordre de 4 à 6 au point 2).

11.- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le contrôle du niveau de fer total est effectué en ajoutant

(a) 15 à 30 kg d'oxygène solide par tonne; (b) 0,5 à 5,0 m3n d'oxygène gazeux insufflé par le haut par tonne ou (c) tant 15 à 30 kg d'oxygène solide par tonne que 0,5 à 5,0 m3n d'oxygène gazeux insufflé par le haut par tonne.

12.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contrôle du niveau de fer total est réalisé en ajoutant

(a) 15 à 30 kg d'oxygène solide par tonne; (b) 0,5 à 5,0 m3n d'oxygène gazeux insufflé par le haut par tonne ou tant 15 à 30 kg d'oxygène solide par tonne que 0,5 à 5,0 m3n d'oxygène gazeux insufflé par le haut par tonne.

13.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oxygène est fourni par portions pour contrôler le niveau T.Fe du laitier de traitement du point 2).

14.- Procédé de fabrication d'acier, substantielllement tel que décrit précédemment et illustré aux dessins annexés.

p.pon de : Société dite : NIPPON STEEL CORPORATION

Anvers le 24 octobre 1979

p.pon de : Bureau des Brevets et des

Marques M.F.J. Bockstael.