CH296075A - Procédé de fabrication d'acier Thomas. - Google Patents

Procédé de fabrication d'acier Thomas.

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Description


  Procédé de fabrication d'acier Thomas.    lies procédés Thomas ou Bessemer habi  tuels consistent. essentiellement à oxyder les  impuretés de la fonte en fusion en y insuf  flant de l'air on de l'air enrichi en oxygène.  Cette opération se fait dans un convertisseur  à     garnissage    neutre ou basique, suivant la  composition de la fonte à. affiner.  



  [)ans les procédés connus, l'ensemble des  opérations se divise en deux phases: la pre  mière comprend la fabrication de la fonte au  haut. fourneau; la     deuxième        concerne    l'affi  nage et se fait. par le passage de la fonte  dans un ou plusieurs appareils successifs: le  convertisseur, ou le cubilot suivi du convertis  seur, ou le     eubilot,    le     mélangeur    puis le con  vertisseur, ou par des procédés genre Duplex,  etc.  



  Lorsque la fonte du haut fourneau est re  fondue dans un cubilot, on y charge en même  temps des tournures d'acier, du coke, du cal  caire, etc. Le métal refondu est ensuite trans  féré au mélangeur     et/ou    au convertisseur pour  être     converti    en acier.  



  L'air nécessaire au soufflage est parfois  réchauffé. L'oxydation des impuretés conte  nues dans la charge métallique fournit la     eha-          leur    requise pour maintenir le métal en fu  sion. Si, entre le cubilot et le convertisseur, on  utilise un mélangeur à revêtement réfractaire,  la teneur en S de la fonte y est abaissée pour       autant    que la teneur en Mn soit. assez élevée.       Un    peu de Si est également oxydé. Les pro-    cédés ordinaires d'affinage de la, fonte exigent  en premier lieu la production au haut. four  neau d'une fonte qui, avec ou sans     refusion     ultérieure, doit autant que possible atteindre  la composition suivante en vue de l'affinage  au convertisseur.

    
EMI0001.0013     
  
    C <SEP> = <SEP> 3,5 <SEP> à <SEP> 3,8 <SEP> % <SEP> Si <SEP> = <SEP> 0,2 <SEP> à <SEP> 0,5 <SEP>  /o
<tb>  Mn <SEP> = <SEP> 0,8 <SEP> à. <SEP> 1,? <SEP>  /o <SEP> P <SEP> = <SEP> 1,7 <SEP> à <SEP> 1,9 <SEP> %
<tb>  S <SEP> = <SEP> 0,04 <SEP> à <SEP> 0,06 <SEP> 1/o       En outre, la fonte obtenue doit être suffi  samment fluide, c'est-à-dire être à une     tempé-          r        ature    suffisamment élevée.  



  En traitant les minerais usuels relative  ment riches en fer, les possibilités de réaliser  ces conditions dans le haut fourneau et dans  le mélangeur sont limitées surtout par des  considérations d'économie et par les difficultés  qui surviennent dans la marche du four, no  tamment du fait que le laitier peut devenir  moins fluide.  



  On s'efforce donc, après la coulée, d'éviter  toute diminution de température, par exem  ple par couverture du chenal, par une forte  isolation de la poche, etc. On essaie aussi, au  mélangeur, de maintenir le plus haut possible  la température de la charge fluide ou même  de l'élever encore quelque peu, par chauffage  et par une isolation appropriée.

   Malgré toutes  les précautions prises dans ce sens, la fonte  peut. être introduite au convertisseur Thomas  tout au plus à 1340  C environ,      On pourrait éviter ces inconvénients en  traitant au haut fourneau des minerais acides       pauvres    en fer, mais les procédés essayés     jus-          qu'à    ce jour n'ont pas donné les résultats  escomptés parce que l'affinage de la fonte  obtenue de cette manière présente de     nom-          inenses    difficultés, notamment pour la     désul-          furation,

      qui entraîne une perte de tempéra  ture prohibitive et influence défavorablement  le     soufflage    au     convertisseur.     



  Ceci est     d'autant        phis        regrettable        que     l'idée de base, à savoir: exploiter en allure  acide, éviter l'ajoute de calcaire et de subs  tances     manganifères,        apporte        sans    aucun doute,  à. côté d'une     marche    non     perturbée    du foui,  une     grosse    économie de coke.  



  Il y a d'autant plus d'intérêt. à. éviter les  difficultés mentionnées qu'il faut     tenir        compte     des     variations    que comporte     l'exploitation    du  haut fourneau, qui rendent impossible d'obte  nir lune tonte     régulière    d'une     eonlposition     idéale et avant de bonnes propriétés physi  ques.  



  De nombreux essais avec l'emploi     dit        iné-          làngeur    ont été faits pour résoudre ces pro  blèmes d'une manière     économique,    niais sans  parvenir à des résultats positifs.  



  L'invention permet de     résoudre        pratique-          ment    ces problèmes et d'utiliser les     avantages     des procédés acides ou     super-acides    tout en  éliminant les     inconvénients    rencontrés jus  qu'ici.  



  Elle a pour objet un procédé de fabrica  tion d'acier Thomas, caractérisé par le fait  qu'on retraite une fonte, à forte teneur en  phosphore et en soufre et à faible     teneur    e n  carbone et. en     manganèse,    élaborée dans un  haut fourneau à partir de minerais acides,  pauvres en fer et suivant un procédé acide  ou super-acide, dans un cubilot à vent chaud  complémentaire du haut fourneau, fonction  nant en allure réductrice, avec une charge éle  vée de matières donnant.

   lieu à la formation  d'un laitier basique et avec une quantité de  combustible en fort excès sur les besoins pro  pres de la fusion de la fonte de départ et dont  l'excès est utilisé, d'une part, pour la fusion  du laitier et, d'autre part, pour obtenir la    marche réductrice, on ajoute dans le cubilot  des matières propres à introduire dans la  fonte an moins les éléments lin et I' et l'on  conduit la     niarehe        dit        cubilot    dans des condi  tions telles que l'on obtienne une fonte sur  chauffée à plus de 1500  C,

       ayant    une     conipo-          sition        constante    et une teneur cil     S    et Si nota  blement plus faible que celle de la fonte de  départ, tandis que sa teneur en C et     Mn    est  sensiblement. plus élevée que celle de la ma  tière de départ, après quoi la fonte est souf  flée au convertisseur Thomas et affinée en  acier.  



  Pour     mettre    en     (z@uric    le     procédé        ci-dessus     défini, on opère     d'ordinaire    comme suit       -1)        Tabriea.tinti   <I>de la, fonte.</I>  



  1  Dans     un        liant    fourneau, on produit en  marche économique, à partir de minerais  acides, pauvres en fer, et en marche continue,  une fonte acide de composition variable, niais  qui a en     moyenne    la     composition        approxima-          tive:     
EMI0002.0060     
  
    (' <SEP> = <SEP> 2,ho/o <SEP> S'i <SEP> = <SEP> 1,00/0
<tb>  = <SEP> 0,<B><I>;

  -)</I></B> <SEP> 0l'0 <SEP> Mn <SEP> = <SEP> 0g-0/0
<tb>  Y <SEP> = <SEP> 1,8            '?"    Cette fonte est ensuite traitée en     une     seule     opération        dans        un        enbilot    spécial à  marche continue pour être transformée en  une fonte surchauffée, de qualité constante  et     (lui    répond à la     composition    la     plii";

      favo  rable possible pour     l'affinage    ultérieur an  convertisseur Thomas,     c'est-à-dire     
EMI0002.0072     
  
    (' <SEP> - <SEP> <B>3,5</B> <SEP> à. <SEP> 3,8 <SEP>  /o <SEP> 'Si <SEP> = <SEP> 0,? <SEP> à <SEP> <B>0.5</B> <SEP> Oio
<tb>  <B>Mil</B> <SEP> = <SEP> 0,8 <SEP> à <SEP> 7.,2 <SEP> 0/0 <SEP> l' <SEP> = <SEP> 1.7 <SEP> à <SEP> 1,51%
<tb>  S <SEP> = <SEP> 0,01 <SEP> à <SEP> 0,06 <SEP> %            B)        .1.f        fincige        (m        cnir.i-ertisseir.r.     



  Cette dernière fonte est. ensuite affinée  directement au convertisseur Thomas en pas  sant ou non par un     mélanlgeni-    intermédiaire  mais dont le rôle est secondaire.  



  La première phase de la fabrication (le la  fonte peut ainsi être faite au haut fourneau  en employant les procédés de fusion acides on       super-acides    pour traiter des minerais acides  pauvres en fer et. obtenir des fontes à basse  teneur en carbone et en manganèse et à haute      teneur en soufre. De cette façon, on peut  employer au haut fourneau moins de coke et.  on petit se dispenser d'ajouter à la charge du       calcaire    et     des    substances     itiaii(,-anif    ères ou  des phosphates.  



  Avant que la fonte soit     affinée    dans le       vonvertisseur    Thomas, la     deuxième    phase cl e  la fabrication s'effectuera dans     lui    cubilot:  1  qui possède de préférence un     revête-          mettt    de     maeonnerie    ou damé     neutre    ou     ba-          4que    et qui peut travailler continuellement  selon les besoins;

         '?         qui    est employé avec un vent soufflé       (-haud,    éventuellement enrichi en     oxygène,    de       préférence        au-dessus    de     400         t-",    par     ,exemple     300 à 600  C et plus, le chauffage de ce vent       pouvant    se faire dans un récupérateur     eltauffé          ;

  tvec    les     -az        d'écliappenient    du     cubilot    ou       dans    un     eowper    dépendant d'un haut four  neau:  qui est conduit     avec        production        d'un     laitier basique en quantité telle qu'on ob  tienne la     marelle    réductrice nécessaire et la  composition voulue de la. fonte, et que le sur  e     hauffage    et l'épuration     chi    fer fondu soient  influencés favorablement:

         -1     qui travaille avec une charge de     coke          excédant    les besoins propres à la fusion et  permette encore une marche réductrice, tout  en utilisant de préférence un combustible de  petit. calibre et d'autres     combustibles    de peu  de valeur;       5     qui peut, travailler selon les besoins en       gazogène,    une partie des gaz produits étant  utilisable par leur combustion pour     réehaitf-          fer    le vent.  



  Le cubilot est conduit de la manière sui  vante:       cr)    la     charge    métallique est composée de la  fonte obtenue au haut fourneau, fonte à la  quelle on petit ajouter toutes les mitrailles       jurées    désirables.  



  b) la charge non métallique     comprend     1   une quantité de combustible fortement  en excès     sur    les besoins propres à la fusion;  20     des    matières de formation du laitier  telles qu'on obtienne un laitier basique en  quantité beaucoup plus grande que celle habi-         tuellement    formée dans les cubilots ordinaires  et dont la composition réponde, de préférence,  à la relation:  
EMI0003.0052     
         IM        valeul*    de ce rapport est de     préférence     égale ou supérieure à 1.  



       c)    On ajoute les matières d'alliage     néees-          saires    pour     obtenir    la fonte désirée, en Parti  eulier du Mn et du Y, qui peuvent être intro  duits sous forme de minerai,     d'oxyde,    de lai  tier ou de ferro-alliages, parce que ces élé  ments peuvent être     réduits    dans le cubilot. et  passent. dans la fonte.  



  Lorsque toutes les conditions énumérées       ei-avant    sont réunies, on est en mesure, mais  alors seulement  a) de produire, en marche continue, une  fonte surchauffée entre 1500 et 1600  C oui  plus et d'une composition constante telle que  celle indiquée plus haut,       b)    de faire fonctionner le     cubilot    en  allure réductrice,  c) de produire des -gaz d e gazogène en  quantité telle qu'une partie seulement de ces  gaz suffit à réchauffer le vent.  



  Au reste, il est encore possible     d'employer     une charge de fer pour le cubilot, entièrement  ou partiellement sous forme granulée, ce qui  permet également d'employer dans le cubilot       (lu    coke en petits morceaux ou un autre com  bustible de peu de valeur.  



  On peut aussi employer comme matière de  charge. dans le     cubilot    non seulement de la  fonte     et/oLt    des tournures d'acier, mais encore  dans une forte proportion, du minerai de fer  ou du minerai grillé aussi bien que du minerai  ou du fer sous une autre forme.  



  Rien n'empêche non plus de charger le fer  au     cubilot    entièrement. ou partiellement à  l'état liquide.  



  Après la fusion au cubilot, la fonte peut  encore, en cas de besoin, être soumise à une  désulfuration de la manière préférée, parce  que la haute température du fer permet une  tolérance relativement. large pour la chute de  la température correspondante.      Entre la sortie du cubilot et l'entrée ail  convertisseur, la fonte subit une chute de tem  pérature. L a température de la fonte au mo  ment de son chargement dans le convertisseur  est sa température de travail.  



  Les frais de     refnsion    correspondant au     cu-          bilot    sont. plus que compensés par l'économie  de chaux et de coke au haut     fourneau,    de sorte  qu'il faut mettre en évidence comme avantage  tout à fait. particulier et saillant. du présent  procédé, la haute température et. la fluidité  du fer ainsi que les résultats métallurgiques  favorables qui y sont liés.  



  On sait aussi qu'une fonte Thomas à. haute  température et très fluide donne au convertis  seur Thomas, par rapport à     urne    même fonte  à température     plus    basse, des durées d'opéra  tion plus courtes, de plus petites pertes, moins  d'excroissances à la bouche, une augmentation  de la quantité de mitrailles de refroidisse  ment, une production     phis    élevée et d'autres  avantages métallurgiques.  



  Une autre supériorité est. le meilleur ren  dement en manganèse du     cubilot    à marche ba  sique par rapport à la marche du haut. four  neau.  



  En outre, le présent. procédé offre encore  l'avantage que la haute température de la  fonte Thomas chargée permet de raccourcir  considérablement la durée du soufflage au  convertisseur Thomas par rapport à. la nor  male habituelle, ce qui entraîne une plus pe  tite perte.  



  La haute température du fer permet. en  core     d'employer    pour le procédé Thomas un  fer avec une teneur plus basse en phosphore  (éventuellement même en dessous de     1,4 /o).     



  Le présent. procédé met le haut     folirnean     et. l'aciérie Thomas en situation d'arrêter toute  forme de perturbation du four en marche nor  male du     haut    fourneau et permet d'adopter  pour ce dernier, sans égard pour les exigences  de l'aciérie Thomas, le lit de fusion désiré  approprié au laitier uniquement d'après les  considérations économiques, ce qui permet. de  mettre au premier plan les questions de la  plus petite consommation possible de coke et  d'une petite teneur en     FeO    du laitier.

Claims (1)

  1. REVENDICATION: Procédé de fabrication d'acier Thomas, ca ractérisé par le fait qu'on retraite une fonte à forte teneur en phosphore et en soufre et à faible teneur en carbone et en manganèse, élaborée dans un haut fourneau à partir de rainerais acides, pauvres en. fer et suivant. un procédé acide on super-aeid'e, dans un cubilot à. vent chaud complémentaire du haut four neau, fonctionnant en allure réductrice, avec une charge élevée de matières donnant lieu à la formation d'un laitier basique et.
    avec une quantité de combustible en fort excès sur les besoins propres tue la fusion de la fonte de départ et dont l'excès est utilisé, d'une part, pour la fusion du laitier et, d'autre part, pour obtenir la. marche réductrice, on ajoute dans le cubilot des matières propres à intro duire dans la fonte au moins les éléments lln et P et l'on conduit, la marche du cubilot dans des conditions telles que l'on obtienne une fonte surchauffée à plus de 1500 C ayant une composition constante et une teneur en S et Si notablement plus faible que celle de la fonte de départ, tandis que sa teneur en C et 11 In est sensiblement.
    plus élevée que celle de la matière de départ, après quoi la fonte est soufflée au convertisseur Thomas et affinée en acier. SOUS-REVENDICATIONS: 1. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'on charge en outre dans le cubilot du fer qui se trouve au moins par tiellement sous forme granulée, le combustible chargé étant par ailleurs un combustible de petit calibre et de peu de valeur. '. Procédé selon la revendication et. la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise comme combustible du coke de petit calibre. 3. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'on charge en outre dans le cubilot du fer qui se trouve au moins partiel lement à l'état. fluide. 4.
    Procédé selon la revendication, earae- térisé en ce que l'on opère de façon que la température de coulée de la fonte Thomas re- fondue soit supérieure à. 1500 f et que sa température de travail soit supérieure à 7-100 h. .ï. Procédé selon la revendication, earaeté- risé en ce que les matières propres à intro duire dans la fonte au moins du manganèse et.
    du phosphore sont chargées dans le cubilot SïlliS forme de minerai. fi. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que les matières propres à intro duire dans la fonte an moins du manganèse et dl; phosphore sont chargées dans le cubilot sous forme d'oxvdes. T. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que les matières propres à intro duire dans la fonte au moins du manganèse et du phosphore sont chargées dans le cubilot sous forme de laitier. 8.
    Procédé selon- la revendication, caracté risé en ce que l'on opère de façon que la fonte obtenue au cubilot et chargée au convertisseur Thomas présente une teneur en phosphore de l'ordre de 1.81,'o.
CH296075D 1950-08-01 1951-07-04 Procédé de fabrication d'acier Thomas. CH296075A (fr)

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FR808869A (fr) * 1935-09-12 1937-02-17 Roechlingsche Eisen & Stahl Procédé de fabrication d'acier à partir de minerais de fer acides et pauvres, contenant du phosphore
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