Procédé pour améliorer la propreté micrographique d'un acier. Des études métallurgiques récentes ont mis en évidence l'influence considérable qu'ont sur les propriétés des aciers, en géné ral, des quantités relativement très petites d'aluminium présentes dans l'acier, et que de faibles variations de ces teneurs suffisent pour modifier profondément nombre de pro priétés de l'acier, telles que grosseur de grain à l'essai Mac Quaid Ehn, normalité, profon deur de trempe, aptitude à la surchauffe, propriétés mécaniques, etc.
Il a été montré, en particulier, que des additions substan tielles d'aluminium dans l'acier permettent d'obtenir, sans avoir recours à des additions coûteuses comme le vanadium par exemple, des aciers à grain fin, très avantageux pour de nombreux usages. Si l'aluminium est ajouté dans la poche ou la lingotière, il faut alors avoir recours, selon les auteurs, à des additions d'aluminium allant de 0,025 à 0,050% et même quelquefois davantage. Mais il est reconnu en général, par les auteurs, que ces additions ont des effets défavorables sur la propreté micrographique de l'acier et qu'en tous cas, pour éviter ces effets, il est néces saire de pousser la désoxydation à un degré très élevé, sa-us que d'ailleurs soit précisé comment ce résultat peut être obtenu.
Les ad ditions d'aluminium tendent aussi à augmen ter le nombre et l'importance des défauts in ternes de l'acier apparaissant à l'usinage sous forme de lignes capillaires (désignées en an glais sous le nom de "haïr lines"). Ces addi tions tendent également à provoquer la for mation de groupes d'inclusions appelées "grappes d'alumine" (en anglais "alumina clusters" ou "alumina stringers" et en alle mand " Tonerdeschleiern") très défavorables à l'aspect micrographique de l'acier.
Par ailleurs, on a déjà étudié des laitiers à base d'alumine, de chaux, de silice et de coke en vue de rechercher l'effet de tels lai tiers sur la déphosphoration, la désulfuration et la désoxydation de l'acier.. Les résultats de ces travaux avaient amené aux conclusions suivantes 1.
Il est possible, en faisant agir sur l'acier de tels laitiers, d'obtenir une désul- furation et même une désoxydation, en opé rant comme il est de pratique usuelle au four électrique basique, avec des laitiers purement calcaires, à savoir en chargeant sur le bain un laitier composé d'Al\O', Ca.O, Si0= et colle en formant ainsi un laitier carburé que l'on laisse agir pendant une durée assez lon gue. Un tel procédé ne fait que répéter, avec un laitier chargé en alumine, la technique bien connue de la désoxydation et désulfura tion par laitier carburé au four électrique.
Il ne donne aucun avantage spécial par rapport à cette technique; il en a les mêmes inconvé nients: durée, carburation progressive du mé tal rendant la précision de teneur en carbone plus difficile à obtenir, très grande difficulté d'application aux aciers extra-doux. Il pré sente, par contre, par rapport aux laitiers carburés purement calcaires de graves incon vénients: attaque plus grande du revêtement par des laitiers qui sont corrosifs vis-à,-vis de celui-ci et, d'autre part, augmentation impor tante du prix des matières premières, donc de l'opération, qui n'est compensée ni par un avantage technique, ni par une économie due à. un raccourcissement de l'opération.
2. Un tel procédé nécessite la présence d'une atmosphère réductrice et une tempé rature élevée ne pouvant pratiquement être atteinte, pour l'élaboration de l'acier, que dans les fours électriques. Ce procédé est donc pratiquement limité au four électrique, comme du reste les procédés usuels faisant appel aux laitiers basiques "blancs" ou "car burés".
3,. Les 'laitiers alumineux utilisés dans ces expériences s'épaississaient an fur et à mesure de la formation des carbures. Leur fluidité diminuait donc au fur et à. mesure que leur efficacité augmentait.
La demanderesse a établi un procédé, qui fait l'objet de la présente invention, permet tant d'obtenir régulièrement et dans des con ditions remarquablement simples, des aciers présentant une extrême propreté microgra- phique, quelle que soit leur finesse de gain et même s'ils reçoivent ultérieurement au four, en poche ou en lingotière, des additions relativement importantes d'aluminium (jus qu'à (i,020 à. 0,03f1,%, oti plus).
U n tel résultat est en outre obtenu aussi bien. sur des aciers doux que sur des aciers mi-durs ou durs, quoiqu'il soit bien connu que des aciers doux sont beaucoup plus difficile à obtenir propres, surtout lorsqu'ils sont à grain fin.
Selon le procédé faisant l'objet de l'inven tion, on soumet le bain d'acier à améliorer contenant un réducteur suffisamment éner gique pour réduire de l'alumine dans les con ditions opératoires et dont l'oxyde est acide, à l'action d'un laitier non carburé contenant initialement au moins 50 d'alumine et de basses alcalines ou alcalino-terreuses, le tout de telle façon que la teneur finale du laitier en oxyde de fer soit inférieure à 25%, est à noter qu'un tel laitier final ne, contiendra parallèlement que des proportion faible, d'oxyde de manganèse.
i Ce procédé ne nécessite pas une tecnpé-#1 rature anormalement haute et. peut aussi' être appliqué au four Martin qu'au four élec trique on dans tout autre appareil d'élabora tion.
La carburation du laitier, par exemple an moyen de colle, s'avère inutile: il n'y a pas dans le présent. procédé de carburation du laitier, car celle-ci est complètement in utile, l<B>a</B> réussite de l'opération n'étant nulle ment conditionnée par la, formation de ea.r- bures. Il suffit, comme indiqué ci-dessus, de laisser a-ir le réducteur suffisamment lon,;
- temps oïl assez vivement pour que la. teneur du laitier en oxydes métalliques, tels que FeO et 11m0, devienne extrêmement faible (inférieure à \? ô pour le FeOi, ce qui a. lieu dans un temps relativement court on même extrêmement court si l'on applique le mode opératoire avec brassage violent: tel que décrit plus loin.
Le laitier, quoiqu'il devienne de plus en plus pauvre en oxydes métalliques ré ductibles par le réducteur susdit capable de réduire de l'alumine dans les conditions opP- ratoires et dont l'oxyde est acide, reste en effet fluide pendant toute l'opération et est ainsi particulièrement apte à réagir rapide ment avec le métal. Ledit réducteur, tel que le silicium, par exemple, est ajouté au bain avant ou pendant l'action du laitier. L'addi tion peut être faite sur un bain très oxydé, renfermant par exemple 0,080% d'oxygène, et il est remarquable de constater que, même dans ce cas, le résultat final d'extrême pro preté micrographique est obtenu.
L'action dudit réducteur a essentiellement, pour but, combinée avec l'action du laitier alumineux employé selon l'invention, de ré duire de l'alumine et d'introduire parallèle ment de l'aluminium dans le métal, ce qui ne s'obtient pratiquement que lorsque l'action du réducteur a été conduite de façon à abaisser la teneur en FeO à des valeurs extrêmement basses comme le montrent les exemples cités plus loin.
Cette influence du réducteur est prouvée par le fait, par exemple, que si l'on hras@f@, comme dans l'une des méthodes d'exé- eutiori de l'invention indiquées plus loin, un acier ne contenant pas de silicium ou de réducteur équivalent défini précédemment, avec un laitier à employer selon l'invention, à teneur initiale cependant très faible en oxyde de fer, 0,4% par exemple, on n'obtient pas l'effet d'affinage du grain Me, Quaid Ehn,
qui serait dû à la réintroduction d'Al indiquée ci-dessus et ceci même avec des aciers à haute teneur en carbone.
On constate que les quelques très petites inclusions oxydées existant, après solidifica tion, dans l'acier traité conformément au pro cédé suivant l'invention, sont cristallines, peu groupées, et ne s'allongent pas lors du lami nage et du forgeage. L'acier ne présente pas, ou extrêmement peu de défauts capillaires ou "haïr unes" et ceux-ci, lorsqu'ils existent, sont de très petites dimensions.
En outre et contrairement à ce que laissaient prévoir les travaux rappelés ci-dessus, le procédé suivant l'invention assure une désulfuration de l'acier, même si l'on part de teneurs en soufre déjà, basses, par exemple de l'ôrdre de 0.020 /'0, de sorte qu'on obtient des aciers 6ga- lement très propres du point de vue des in clusions de sulfures.
L'expérience prouve que l'acier traité con formément à l'invention contient une certaine quantité d'aluminium. On remarque en effet que, même si l'on n'a pas ajouté d'aluminium au métal, en cours d'opération ou ultérieure ment, ni introduit dans les laitiers de dés oxydants contenant de l'aluminium, l'acier obtenu - qui retasse profondément en lingo- tière, avec masselottes et charbon de bois sur la tête des lingots - présente quelques rares inclusions contenant de l'alumine, ce qui montre une introduction d'aluminium dans le métal;
d'autre part, cette introduction et la présence d'aluminium dissous dans le métal est également prouvée par le fait que des ad ditions extrêmement faibles d'aluminium dans la poche ou en lingotière, de l'ordre de 0,005 % par exemple, suffisent pour obtenir des aciers à grain Me Quaid Ehn fin, ce qui ne peut habituellement être obtenu, même sur des aciers bien désoxydés au préalable, qu'avec des additions d'aluminium de 3. à. 10 fois plus importantes. Ce fait constitue d'ailleurs .l'un des avantages du procédé fai sant l'objet de l'invention.
Un autre avantage de ce procédé est de permettre l'obtention de très bonnes surfaces de lingots, ce qui diminue les frais de buri- nage et de meulage.
Voici quelques exemples de mise en ouvre du procédé suivant l'invention, qui montrent des résultats remarquables procurés par l'ap plication de l'invention. Exemple <I>l:</I> Une charge de 15 tonnes d'acier a été fon due au four électrique, en vue de la fabrica tion d'un acier au nickel-chrome de cémen tation.
Après décrassage du laitier de fusion, on a effectué dans le bain suroxydé, des addi tions de chrome et de manganèse et on a ajouté 0,40:0% de silicium, puis l'on a brassé violemment l'acier avec 4 % d'un laitier alu- mino-alcalino-terreux, préalablement fondu, placé au fond de la poche de coulée et qui avait la composition suivante:
EMI0004.0002
A1203 <SEP> 43i% <SEP> Fe0 <SEP> <B>1,15 <SEP> Ofi</B>
<tb> CaO <SEP> 47% <SEP> Ti02 <SEP> 1,4
<tb> SiO2 <SEP> 7 Après le brassage violent du métal et du laitier, le laitier qui était remonté au-dessus du métal avait la composition suivante:
EMI0004.0003
A1203 <SEP> <B>35%</B> <SEP> Mg0 <SEP> ?,5
<tb> Ca0 <SEP> 46% <SEP> FeO <SEP> 0,6
<tb> SiO2 <SEP> 14% <SEP> MnO <SEP> 0,5
<tb> TiQ_, <SEP> 1,9 Le MgO provient de la portion du laitier de fusion qui passe avec le métal lors des ver sements en poche.
L'analyse du métal après traitement était:
EMI0004.0005
C <SEP> <B>0,135%</B> <SEP> Cr <SEP> <B>0,73-</B> <SEP> ?;
<tb> Si <SEP> <B>0,265%</B> <SEP> S <SEP> 0,006
<tb> Mn <SEP> <B>0.390%</B> <SEP> P <SEP> 0,009?;
<tb> NTi <SEP> <B>2,81</B> le reste étant pratiquement du fer, avec des corps dont la présence peut être, dans une certaine mesure, négligée.
La teneur en oxygène du métal était de 0,072 immédiatement après décrassage: 0,021 % après addition du manganèse, du sili cium et du chrome et 0,0025 % après le bras sage violent. La teneur en soufre a été abais sée à la teneur, extrêmement basse pour un acier doux, de 0,006%.
Une addition de 0,005 % d'aluminium lors de la coulée en lingotières a suffi pour con férer à ce métal un grain austénitique unifor mément fin (6-7 à l'essai Mac Quaid Ehn).
L'exploration par tournages aux dia mètres successivement décroissants de<B>75,65</B> et 55 mm d'une barre ronde de 85 mm de diamètre et de 1 m de longueur-exploration qui a consisté dans l'examen, sur la surface finement usinée, de tous les défauts capil laires visibles, n'a. permis, dans le métal à. grain fin, de déceler au total pour les trois passes d'usinage qu'un seul défaut de 1,5 mm et neuf défauts ponctuels de longueur infé- i rieure à 1 mm.
Le nombrage des inclusions oxydées sur la demi-coupe longitudinale d'une billette carrée de 80 mm de côté, provenant de la ré gion médiane d'un lingot n'ayant reçu aucune addition d'aluminium a été effectué. Ce nom- brage a porté sur une largeur de<B>1,76</B> mm, la longueur des inclusions rencontrées ayant été notée et, dans le cas des groupes d'inclusions, la. longueur totale du groupe ayant été notée comme telle. L'examen a décelé seulement quatre inclusions de longueur comprises entre 0,07 et 0,1.7 mm et une inclusion de 0,20 mm.
Le même examen effectué sur un lingot de la même coulée ayant reçu une addition de (1,020 % d'aluminium en lingotière a décelé cinq inclusions comprises entre 0,07 et <B>0,17</B> mm et aucune de dimension supérieure.
Toutes ces inclusions sont constituées par de l'alumine.
Exe).zple <I>II:</I> Le même traitement a été appliqué à une coulée de 1.5 tonnes d'un acier dur au chrome avec le même laitier initial que dans l'exem ple I. On avait ajouté au métal<B>0,350%</B> de silicium.
Après traitement. conforme au procédé, le laitier présentait la. composition suivante:
EMI0004.0022
Al.;03 <SEP> 39 <SEP> % <SEP> Fe0 <SEP> 0,6
<tb> Ca,O <SEP> 4 <SEP> 7 <SEP> % <SEP> MnO <SEP> \,4 <SEP> 7o
<tb> SiO.- <SEP> <B>10,5%</B> <SEP> Ti0- <SEP> 1,1 <SEP> %
<tb> M <SEP> g0 <SEP> 1,5 L'analyse du métal, après traitement, était-
EMI0004.0023
<B>c <SEP> 1,030%</B> <SEP> Cr <SEP> 1,37 <SEP> . ;
<tb> Si <SEP> 0,265 <SEP> % <SEP> S <SEP> 0,005
<tb> @In <SEP> 0,3()0 <SEP> % <SEP> P <SEP> <B>(1,(1()8%</B> le reste étant principalement du fer.
Sa teneur en oxy,'ène total, qui était de 0,0075 % après addition de Mn, Si, Cr, a été abaissée à 0,(1015, ô et la teneur en soufre ; jusqu'à 0,005, ,,,, L'essai d'exploration par tournage décrit plus haut a mis en évidence dans les mêmes conditions seulement quatre défauts ponctuels de inférieure à 1 mm pour un lin- , got à, grain fin.
Le nombrage des inclusions oxydées, qui étaient toutes d'alumine, effectué également dans les mêmes conditions, a décelé seulement quatre inclusions de longueur comprise entre ï 0,07 et 0,17 mm et aucune de dimension supérieure. Un lingot ayant reçu une addition de 0,020, " d'aluminium en lingotière, montra trois inclusions de longueur comprise entre 0,07.et 0,17 mm et une de 0,22 mm de Ion- (ueur. Le grain austénitique,
d'après l'essai Mac Quaid Ehn, a été trouvé uniformément. fin dès une addition d'aluminium de 0,007 %.
On pourrait évidemment, sans sortir du cadre de l'invention, ajouter à l'acier, outre le silicium (ou éventuellement le titane ou le zirconium), de l'aluminium avant ou pendant le traitement par le lai tier alumineux et alcalin-alcalino-terreux. Cette addition ne paraît toutefois présenter aucun intérêt spécial, l'essentiel restant l'ac tion du silicium (ou éventuellement du titane ou du zirconium) sur un tel laitier, prolongée jusqu'à ce que le laitier contienne très peu d'oxyde de fer et relativement peu d'oxyde > de manganèse.
D'autre part, le laitier peut contenir ini tialement une certaine proportion d'oxydes de fer et de manganèse, à condition que le laitier final soit très pauvre en ces matières; 3 mais l'inconvénient d'une telle façon d'opérer serait d'occasionner une consommation inutile d'agent réducteur dont l'oxyde est acide (silicium, par exemple) incorporé à l'acier, une partie de cet agent devant alors servir à 5 réduire les oxydes de fer et de manganèse, ce qui conduirait à en ajouter une plus grande quantité.
Il est vrai que la réduction de ces oxydes pourrait être effectuée par de l'alu minium, mais ce moyen conduirait également à une dépense supplémentaire. Il est donc avantageux de partir de laitiers ne contenant pas une proportion excessive des susdits oxydes. Cependant, la considération essen tielle .qui doit entrer en ligne de compte est, comme il a. déjà été souligné, la composition finale du laitier, sur lequel le silicium ou autre métal réducteur suffisamment éner gique ajouté au métal a exercé son action ré- ductrice, au moment où le métal est prêt à être coulé en lingotière.
Outre la faible te- ; neur en oxydes de fer et de manganèse, cette composition doit correspondre à un laitier contenant principalement de l'alumine et des bases alcalino-terreuses et/ou alcalines. Le laitier final peut toutefois contenir une cer- ; taine quantité de silice, et si l'on fait croître celle-ci, on n'observe pas de coupure brutale dans les résultats obtenus, mais ces résultats deviennent progressivement moins bons.
Voici un exemple (qui n'est pas un exemple de, mise en ceuvre du procédé selon l'invention) qui, par comparaison avec les résultats indi qués plus haut, montre l'influence défavo rable que peut avoir l'emploi d'un laitier riche en alumine et en bases alcalino- terreuses mais contenant, à côté de ces sub stances, une proportion relativement impor tante de silice: Une coulée d'acier nickel-chrome de cémentation a été traitée par brassage violent, au moyen d'un laitier du type de ceux des exemples indiqués ci-dessus, mais plus riche en silice. Le réducteur employé était le même que dans ces exemples.
Après traitement, la composition finale de ce laitier a été la sui vante:
EMI0005.0027
SiO. <SEP> 40,8% <SEP> Mn0 <SEP> 3,3%
<tb> A1203 <SEP> 21 <SEP> % <SEP> <B>MgO</B> <SEP> 3.,5
<tb> Ca0 <SEP> <B>27,5%</B> <SEP> TiOz <SEP> 1,2 Fe0 <SEP> 0,7 Après traitement par ce laitier alumi- neux, la composition du métal était:
EMI0005.0030
C <SEP> <B>0,090%</B> <SEP> Cr <SEP> 0,74
<tb> Si <SEP> 0-,415% <SEP> S <SEP> 0,015
<tb> Mn <SEP> <B>0,375%</B> <SEP> P <SEP> 0,012
<tb> Ni <SEP> 2,68 le reste étant principalement du fer.
Avec une addition de 0,012 % d'alumi nium en lingotières, l'acier était encore à grain Me Quaid Ehn mélangé, non uniformé ment fin. Le nombrage des inclusions fait sur un lingot ayant reçu une telle addition d'aluminium a donné 25 inclusions de 0,07 à 0,17 mm; cinq inclusions de 0,17 à 0,35 mm, trois inclusions de 0,35 à<B>0,70</B> min et deux inclusions de longueur supérieure à . 0,70 mm. La propreté de cet acier est donc nettement inférieure à celle des aciers obtenus dans les exemples précédemment décri ls.
Si l'on utilise des laitiers de départ com posés uniquement ou principalement d'alu mine et de chaux, avec de la silice par exem ple, il est préférable que les proportions de ces éléments soient telles que la teneur finale en silice du laitier ne dépasse pas 30<B>/'0,</B> la teneur en alumine atteignant au moins 20;
ô. A titre d'exemples non limitatifs, d'excellents résultats peuvent être obtenus avec des lai tiers donnant finalement les compositions sui vantes
EMI0006.0005
Alumine <SEP> <B>30% <SEP> <I>MgO</I></B> <SEP> 8
<tb> Ca0 <SEP> 40% <SEP> FeO <SEP> 0,8
<tb> Si02 <SEP> 20% <SEP> MnO <SEP> <B>J,</B>?
<tb> ou
<tb> A1203 <SEP> 40% <SEP> FeO <SEP> 0, <SEP> 5
<tb> Ca0 <SEP> 44% <SEP> MnO <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> ?@
<tb> Si02 <SEP> 15
<tb> ou
<tb> Alumine <SEP> <B>35%</B> <SEP> MgO <SEP> 4
<tb> Ca0 <SEP> 47% <SEP> Fe0 <SEP> 0,5 <SEP> ;
<tb> S'02 <SEP> <B>10%</B> <SEP> MnO <SEP> 0,5 <SEP> %
<tb> TiOü <SEP> 2 <SEP> % Bien entendu, ne sortirait pas du cadre de l'invention le fait d'ajouter des fluidifiants comme, par exemple, le spathfluor, l'acide titanique ou la zircone en quantités plus im portantes que cela n'est le cas dans les exem ples précédents.
On peut encore procéder, par exemple, de l'une des manières suivantes: S'agissant d'un acier élaboré au four élec trique, ou au four Martin, on élimine le lai tier existant dans le four, par exemple après i la fusion de la charge et la mise à tempéra ture, puis l'on charge sur le métal les élé ments du laitier alumineux. La fusion est plus rapide si l'on a formé au préalable, par fusion, un laitier synthétique de la composi tion voulue et que l'on charge ce laitier so lide en petits morceaux. Le laitier peut aussi être chargé liquide, ce qui est encore plus rapide.
Des additions comportant du silicium sont. faites dans le métal en même temps que l'on charge le laitier alumineux dans le four, ou avant ou après le chargement de ce laitier, et on laisse agir le silicium jusqu'î <B>,</B> i ce que le laitier ait la composition voulue définie ci- dessus et soit, en particulier, pratiquement exempt d'oxyde de fer. Des additions de manganèse et des additions éventuelles d'élé ments d'alliages peuvent être faites à un mo ment quelconque de l'opération.
Cependant., il est- parfois relativement long d'obtenir dans le four même, sans autre précaution, une action réductrice poussée très loin du silicium du métal sur le laitier alu mineux. Aussi, contrairement à une pratique très répandue et recommandée par des au teurs spécialisés et qui consiste à retenir au tant que possible le laitier pour éviter son mélange avec l'acier au moment de la coulée, une mesure extrêmement favorable et abré geant de toute façon l'opération, consiste à couler le laitier alumineux dans la.
poche de coulée, avant ou en même temps que le métal, en réalisant un brassage aussi intense que possible, pour obtenir l'effet recherché. Ceci a le très gros intérêt en dehors du gain de temps, de diminuer l'attaque du revêtement par le laitier alumineux à employer selon l'invention, qui a sur lui une action corrosive, ainsi qu'une altération dudit laitier et, en particulier, d'amoindrir un enrichissement de ce laitier en silice et: en oxydes métalliques provenant soit du revêtement du four, soit des briques de la voûte ou de toutes autres causes secondaires.
Les exemples donnés ci-dessous illustrent l'immense intérêt de ce mode opératoire. Exemple <I>III:</I> Une charge. de 15 tonnes d'acier au nickel-chroine de cémentation renfermant du silicium et ayant une analyse voisine de celle décrite à l'exemple I, a été traitée (après dé crassage du laitier de fusion et addition de Mn, de Cr et de 0,350,0o' de Si) par 4,0b' en poids d'un laitier synthétique alumino- alealino-terreux préalablement formé, chargé solide au four électrique et fondu sur le bain d'acier liquide. La fusion du laitier a duré 10 minutes.
L'ensemble laitier-métal a été ensuite coulé dans une poche de façon à réa liser un brassage aussi intense que possible.
Le laitier présentait dans le four la com position suivante:
EMI0007.0001
A1203 <SEP> 32 <SEP> % <SEP> FeO <SEP> 1,6
<tb> Ca0 <SEP> 43 <SEP> % <SEP> Mn0 <SEP> 0,4
<tb> Si02 <SEP> 14,3% <SEP> TiO2 <SEP> 2,2%
<tb> MgO <SEP> 5,4 Le laitier en fin d'opération dans la poche avait pour composition:
EMI0007.0002
Al <SEP> ,03 <SEP> <B>30,5%</B> <SEP> FeO <SEP> 0,7
<tb> CaO <SEP> 42 <SEP> % <SEP> Mn0 <SEP> 0,7
<tb> <U>SiO</U>2 <SEP> <B>17,5%</B> <SEP> TiO2 <SEP> 2 <SEP> %
<tb> 112g0 <SEP> 5,5 La composition centésimale du métal après traitement était la suivante:
EMI0007.0004
C <SEP> <B><I>0,130%</I></B> <SEP> Cr <SEP> 0,7
<tb> Si <SEP> <B>0,195%</B> <SEP> S <SEP> 0,008
<tb> Mn <SEP> 0,445% <SEP> P <SEP> 0,010
<tb> Ni <SEP> 2,8 le reste étant pratiquement du fer.
Les teneurs en soufre et en oxygène ont été les suivantes Après addition du Si et avant fusion du laitier: S = 0,020 % 0 - 0,015 Après fusion du laitier: S = 0,015 % 0 - 0,007 % Après brassage violent: S = 0,008 % 0 - 0,003% Ces chiffres illustrent le très gros intérêt . du violent brassage final.
L'exploration par tournage et le nom- brage des inclusions dans les conditions dé crites plus haut ont montré respectivement: deux défauts capillaires de 1 mm et six dé i fauts ponctuels de longueur inférieure à 1 mm et, d'autre part, cinq inclusions ayant de 0,07 à 0,17 mm de longueur et deux in clusions de 0,25 mm. La grosseur de grain Mac Quaid Ehn était fine et a été obtenue avec<B>0,005%</B> d'Al.
Exemple <I>IV:</I> Une fusion de 15 tonnes d'acier dur au chrome a été traitée dans les mêmes condi tions que la fusion décrite à l'exemple précé dent.
La composition du laitier fondu sur le bain était, dans le four, la suivante:
EMI0007.0014
A1203 <SEP> 29 <SEP> % <SEP> FeO <SEP> 0,9
<tb> Ca0 <SEP> 47 <SEP> % <SEP> MnO <SEP> 0,3
<tb> SiO2 <SEP> <B>15,8%</B> <SEP> Ti02 <SEP> 1,2%
<tb> <B><I>MgO</I></B> <SEP> 5 Dans la poche, à la fin de l'opération, elle était devenue:
EMI0007.0015
A1203 <SEP> 2$ <SEP> % <SEP> FeO <SEP> 0,4
<tb> Ca0 <SEP> 46 <SEP> % <SEP> MnO <SEP> 0,7
<tb> SiO2 <SEP> 18 <SEP> % <SEP> - <SEP> TiO2 <SEP> 1,2%
<tb> <B>MgO</B> <SEP> 4,5 L'analyse centésimale du métal après traitement était:
EMI0007.0016
C <SEP> 1,020 <SEP> % <SEP> Cr <SEP> 1,42<B>%</B>
<tb> ,Si <SEP> 0,245 <SEP> 5vo <SEP> S <SEP> 0,006
<tb> Mn <SEP> 0;320 <SEP> % <SEP> P <SEP> 0,010 <SEP> <B><I>50V</I></B> le reste étant pratiquement du fer.
La teneur en soufre était tombée du four (juste avant de couler) à la poche (après brassage) de 0,019 à<B>0,00670</B> et celle en oxy gène de 0,009 à 0,1002%.
L'exploration par tournage a montré seu lement un défaut supérieur de 1 mm et six défauts ponctuels. Le nombrage des inclu sions oxydées n'a montré que cinq inclusions, nui étaient inférieures à 0,17 mm de lon gueur, et une comprise entre 0,17 et 0,34 mm.
On peut également .opérer conformément à l'invention dans un four ù haute fréquence, sur sole neutre ou basique ou en four Mar tin ou dans un récipient quelconque. Mais un mode opératoire particulièrement avantageux, applicable quel que soit le procédé d'élabora tion de l'acier et qui convient particulière ment bien aux grands modes classiques d'élaboration au four Martin ou au convertis- seur et qui permet d'obtenir avec régularité, dans des installations de ce type, des aciers de première qualité, quel que soit le point de vue sous lequel on les juge:
propreté micro graphique ou macrographique, analyse chi mique, caractéristiques mécaniques, en long et en travers, consiste à réaliser, notamment par des procédés analogues à ceux décrits dans les brevets suisses nos 164262 et 166850 de la société demanderesse, un brassage intense entre le métal, auquel on a ajouté du sili cium, et un laitier alumineux et alcalin ou alcalino-terreux, synthétique, préparé à l'avance à l'état fondu. Etant donné la.
faible quantité de laitier nécessaire, il est alors pos sible, avec un métal bien chaud, de mettre en oeuvre le laitier sous forme d'éléments solide, de préférence sous forme de laitier synthé tique préparé à l'avance, refroidi et broyé, que ce laitier sait alors froid ou chauffé. Il se produit une fusion du laitier dès le dé but du versement et le brassage avec laitier fondu est ainsi obtenu. On obtient ainsi en un temps très court la réaction du silicium sur un laitier alumineux qui est finalement très pauvre en FeO.
Dans la manière d'opérer qui vient d'être décrite, le laitier avec lequel on fait le bras sage peut contenir initialement une certaine quantité d'oxydes de fer et de manganèse, ce qui oblige seulement à. ajouter du silicium en plus grand excès par rapport à la. teneur que l'on désire conserver dans le métal, les oxydes en question étant réduits en grande partie par le silicium pendant le brassage, de sorte que le laitier est finalement pauvre en FeO et MnO.
La réduction des composés oxydés conte nus dans le laitier en dehors de l'alumine peut recevoir une application pratique inté ressante lorsque l'on veut obtenir des aciers contenant des éléments d'alliage. Cette ap plication consiste à introduire dans le laitier des composés oxydés de ces éléments d'al liage qui soient capables d'être réduits par le silicium ou autre réducteur équivalent ajouté à l'acier. Si ce réducteur est ajouté à l'acier en proportion suffisante, les composés oxydés des éléments d'alliage sont réduit pendant l'opération de traitement de l'acier et les éléments d'alliage libérés par cette ré duction passent dans l'acier.
Un exemple de l'application du procédé avec brassage violent. dans le cas d'une élabo ration de 40 tonnes d'acier au four Martin . est donné ci-dessous: Exemple <I>T':</I> <B>Un</B> bain de 40 tonnes a été élaboré dans un four Martin. La composition de cet acier, juste avant d'ajouter du silicium, était-
EMI0008.0022
<B>C <SEP> <I>0.60%</I></B> <SEP> P <SEP> 0,022 <SEP> 1,
<tb> Mn <SEP> 0,45û <SEP> S <SEP> 11,(t24,<B>\</B> le reste étant pratiquement du fer.
Une proportion de 0,4t @0 en poids de silicium a été ajoutée au métal, c'est-à-dire 160 kg de silicium. L'acier ainsi additionné a. été immédiatement coulé en rc-tenant dans le four le laitier qui surmontait le bain mé tallique, la coulée étant opérée en gros jet.
d'une hauteur relativement grande, dans une poche contenant. 1400 kg d'un laitier préala blement fondu, très fluide, ayant la composi tion suivante:
EMI0008.0027
Al#o; <SEP> 43,# <SEP> <B>00:'</B> <SEP> #rio# <SEP> 2,1 <SEP> <B>R</B>.,;
<tb> CaO <SEP> 47, <SEP> Fer <SEP> <B>()</B>,8
<tb> <B>SiO@</B> <SEP> 5,3 Après le versement violent de l'acier sur le laitier alumineux, versement qui a pris en viron une minute et demie, et après sépara tion naturelle du laitier, les compositions du métal et du laitier ont été respectivement les suivantes
EMI0008.0032
Acier:
<SEP> C <SEP> 0,60,%o <SEP> P <SEP> (),0'21 <SEP> ô
<tb> <B>Mil</B> <SEP> 0,45 <SEP> <B>0(7</B> <SEP> S <SEP> 0,007 <SEP> 0;
<tb> Si <SEP> 0,2 <SEP> ï <SEP> ;
<tb> Laitier: <SEP> Al_O:; <SEP> 40,2 <SEP> <B>'o</B> <SEP> TiO.> <SEP> 1,9
<tb> CaO <SEP> 47.? <SEP> FeO <SEP> 0,5 <SEP> ô
<tb> SiO! <SEP> 8,9 <SEP> 1In0 <SEP> <B>(J,5%</B> Lors de la coulée en lingotière et sans aucune addition d'aluminium, l'acier était parfaitement calme et sa grosseur de grain Me Quaid Ehn était J", d'où résulte la preuve d'une introduction importante d'alu minium dans l'acier.
Le nombrage des inclusions, effectué sui ; vant la même méthode que celle décrite dans les exemples précédents, n'a révélé que trois inclusions de 0,07 à 0,17 mm.
L'acier a été soumis à des essais de rési lience Mesnager après que l'acier eût été trempé puis revenu à 650 C.
On a trouvé une résilience en travers de 5,7, ce qui est extrêmement remarquable pour un acier dur de cette catégorie.
La coulée, transformée en fils très fins, a révélé une capacité très élevée de transfor mation et la mise au mille (il faut entendre par cette expression le poids de billettes à utiliser pour obtenir mille kilos de fil), de la billette aux fils fins, a été inférieure de 30 i à celle de coulées d'aciers de la même compo sition obtenus au four Martin, mais n'ayant pas été traités conformément au présent pro cédé.
Il n'a pas été donné ci-dessus, sauf dans les exemples, de chiffres absolus en ce qui concerne la proportion d'agent réducteur à ajouter à l'acier en vue de coopérer avec le laitier alumineux, conformément à la pré sente invention, parce que cette proportion varie avec les circonstances. Lorsque l'acier à traiter ne contient pas originairement de sili cium, une proportion comprise entre 0,150% et environ <B>0,750%</B> convient dans la plupart des cas pour la réalisation du procédé.
La ;proportion de silicium à ajouter à l'acier dé pend évidemment de la teneur finale de sili cium que l'on désire trouver dans l'acier et de la proportion de FeO, de MnO ou d'autres composés oxygénés à réduire.
On peut aussi réutiliser le laitier sans le laisser se solidifier, en le rechargeant liquide dans le four, sur l'acier à traiter, et en le ra menant le cas échéant dans les limites de composition désirées par des additions de corps contenant de l'alumine et/ou des bases alcalines ou alcalino-terreuses, ce laitier étant soumis à un réchauffage si cela est néces saire. Les laitiers éliminés peuvent, d'autre part,. être utilisés dans la fabrication des ciments, ce qui constitue un avantage écono mique supplémentaire du procédé.