Procédé de désulfuration rapide de l'acier. I1 est courant de désulfurer l'acier au four électrique au moyen de laitiers fortement. cal ciques.
La titulaire, de son côté, a décrit dans ses brevets suisses N s 228703 et 232952 des pro cédés de désulfuration rapide.
Le premier de ces procédés consiste à trai ter l'acier au moyen d'un laitier à base d'alu mine et de chaux, après addition au bain mé tallique d'un élément, réducteur.
Le deuxième procédé fait appel à des lai t iers silico-calciques riches en chaux. On brasse violemment avec ces laitiers l'acier à. traiter, additionné d'un réducteur. La fluidité du laitier, indispensable pour la réalisation d'un brassage efficace, est obtenue grâce à l'addi tion de fondants appropriés, en particulier (le spath fluor, comme il est d'usage courant pour les laitiers basiques.
Ce procédé permet. d'abaisser la teneur en soufre de l'acier de 0.030% environ à 0,010 /n et même moins, en tttili.,#ant des poids<B>(le</B> laitier de l'ordre de 511/o du poids du métal à traiter.
Cette proportion relativement importante (lu laitier par rapport au métal nécessite en général la mise en rouvre de laitiers à. l'état fondu, ce qui suppose l'existence dans l'a.te- liel- d'aciérie d'un four spécialement adapté m cette fusion.
La titulaire a dès lors recherché un laitier possédant à la fois un point de fusion rela tivement bas et un pouvoir désulfurant très élevé, de telle manière que le poids du laitier à mettre en oeuvre soit faible par rapport. au poids du métal - ces deux conditions devant permettre d'éviter la fusion du laitier préala blement à sa mise en oeuvre.
Il est, bien connu que les laitiers calciques peuvent être rendus très fluides et voir leur point. de fusion fortement diminué par des additions de spath fluor de l'ordre de 10 ou 20%. La. titulaire a tout d'abord tenté d'aug- menter encore cette teneur, jusqu'à 30% par exemple, dans les laitiers calciques courants;
mais elle a constaté qu'à, cette teneur les résul tats n'étaient. que très partiellement satisfai sants, le point de fusion restant encore élevé et le laitier n'avant pas le temps de fondre en quantité suffisante.
Des études plus poussées ont montré toute fois que, contrairement. à toute attente, il était parfaitement possible d'obtenir des laitiers à la fois très fusibles, très fluides et très désul- furants en faisant appel, comme constituants principaux, à la chaux et au spath fluor.
La présente invention, due aux travaux de i4 T. René Perrin et de 1I. Jean Lamberton, a pour objet un procédé de désulfuration rapide de l'acier, caractérisé en ce que, pendant le temps très court du versement du bain métal lique en poche, on réalise un brassage de l'acier à désulfurer, contenant un réducteur, avec un laitier formé au moins en majeure partie de chaux et de spath fluor, la propor- tion de chaux étant de 15 à 40 % et celle de spath fluor de 60 à 851/o- par rapport au poids total de ces deux constituants.
Comme réducteur, on petit employer par exemple du silicium ou de l'aluminium, que l'on ajoute de préférence avant brassage. Dès la fin du brassage, il est, souvent. avantageux de faire une addition de chaux sur le laitier surna geant pour le solidifier en partie et diminuer ainsi sa corrosivité.
De tels laitiers présentent les deux pro priétés requises d'être à la fois très fluides, très fusibles et d'avoir tin pouvoir désulfurant très accru par rapport à tous les laitiers actuellement connus. Bien que leur agressivité vis-à-vis des réfractaires courant,-, des poches soit relativement importante, on peut néan moins les utiliser avec les garnissages habi tuels, surtout si l'on effectue une addition de chaux en fin d'opération. Cette addition serait inutile, bien entendu, si l'on utilisait des réfractaires de poche spécialement résis tants, mais le coût de ces derniers est encore généralement trop élevé.
Pratiquement, la meilleure manière de mettre en oeuvre l'invention consiste à intro duire le laitier à l'état solide dans le jet de métal au moment de la coulée, après en avoir placé éventuellement une partie dans le fond de la poche de coulée. La coulée est effectuée. autant. que possible, en gros jet. ou d'une hau teur suffisante pour qu'il se produise un bras sage intime et violent du laitier et du métal dans la poche. Dès la coulée terminée et le brassage arrêté, le laitier remonte à la. sur face du bain métallique. ,1 ce moment, ou un peu avant, on verse dans la poche une quan tité de chaux suffisante pour sécher le lai tier.
Cette chaux se dissout très rapidement dans le laitier surnageant et diminue ainsi considérablement. son action corrosive vis-à-vis des réfractaires de la poche. L'expérience a montré en effet que l'action corrosive, rela tivement très faible pendant le brassage, sur tout quand celui-ci est très rapide, s'exerce d'une manière fâcheuse à partir du moment où, le brassage terminé, il s'est. formé une couche de laitier au-dessus du bain.
Si l'on ne prend pas la précaution d'ajouter de la chaux à, ce moment, l'action corrosive du lai tier commence très rapidement et continue à s'exercer pendant tout le temps de la coulée du métal en lingotières. L'addition de chaux au moment opportun permet de supprimer pratiquement cet effet et d'utiliser pour réali ser l'invention les poches ordinaires d'aciérie.
La quantité de chaux à ajouter en fin d'opération dépend bien entendu de la quan tité de laitier mise en ceuvre. Elle peut être, par exemple, de l'ordre de 3 ou 4 fois le poids du laitier. L'addition .sera faite (le préférence sous la forme de morceaux de dimensions niovennes ou de grains. On peut, aussi rempla cer la. chaux, en partie ou en totalité, par une autre matière réfractaire susceptible de pro duire le même effet de séclia-e du laitier. La dolomite donne de bons résultats.
En ce qui concerne le laitier lui-même, il est de préférence préparé à l'avance par fusion de chaux et. clé spath fluor dans les proportions indiquées, puis refroidi et broyé en grains d'une dimension convenable.
On le charge dans le jet métallique sous cette forme à l'état solide; il fond très rapidement au contact. du métal, s't- disperse grâce ait bras sage obtenu par la violence du versement, et son action désulfurante est quasi instantanée. Ce mode opératoire permet d'ailleurs d'éviter l'installation d'un four de fusion clans l'ate lier d'aciérie.
On peut également, au lieu de fondre le rnélang@e de chaux et de spath fluor ensemble, préparer le laitier par frittage. de ces deux éléments.
Si, au lieu cl'introduire un laitier pré formé, on charge un mélange de grains de chaux et de ;gains de spath, la durée du ver sement du bain métallique n'est ordinairement pas suffisante pour assurer la fusion com plète de ces éléments, et l'effet de désulfura- tion obtenu est. faible.
La granulométrie du laitier est<B>(le</B> préfé rence choisie clé telle manière qu'il n'-,- ait pas une proportion trop grande de gros grains, qui fondraient plus diffieileinent.Il n'est pas indiqué non plus qu'il @- ait des grains trop fins, car ceux-ci seraient. soufflés au moment du versement du métal et ne réagiraient pas. Pratiquement, un mélange de grains de dia mètre inférieur à 2 mm et contenant moins (le 20 0/0 en poids de particules de moins de 0.1 mm donne satisfaction.
En outre, on peut ajouter au laitier d'au tres éléments fondants, de préférence basi ques; on s'efforcera en général d'éviter les additions à caractère acide susceptibles de se combiner à la chaux.
Les quantités de laitier à. mettre en ceuvre varieront suivant les teneurs initiales du mé tal en soufre et les teneurs finales que l'on désire obtenir. A titre indicatif, une propor- tion en poids de 2 à 3 % par rapport. au poids (Iii métal traité permet d'abaisser la teneur en soufre clé 0,
030 % à 0,010 %.
L'effet désulfurant du laitier sera d'ail leurs d'autant meilleur que celui-ci sera moins pollué en cours d'opération par des laitiers parasites. provenant. du four de fusion du métal et entraînés par lui au moment du ver sement. On s'efforcera donc d'éviter dans toute la mesure du possible l'entraînement. dans le jet métallique de tels laitiers parasites soit en effectuant immédiatement avant coulée un décrassage très soigné du métal, soit. en utilisant tous dispositifs connus permettant au moment de la coulée de retenir ces laitiers.
Pour mieux illustrer l'invention, il est donné ci-dessous un exemple de réalisation. Exemple: l tonne d'acier extra-doux a été fondue au four électrique.
On a. ajouté au bain fondu 0.4% de sili- cium sous forme de ferro-silicium à 75% de Si.
Après un décrassage très soigné, on a bas- eulé le four et coulé le métal en laissant tom ber dans le jet de coulée 25 kg d'un laitier solide broyé en grains fins et contenant envi- ron 25 % de chaux et 75 % de spath fluor.
Ce laitier avait été préparé par fusion (l- deux éléments suivie de refroidissement et broyage.
Le niveau de la poche se trouvait à 1,5 m eii dessous da chenal de coulée du four et il s'est produit un bon brassage entre métal et laitier. Le laitier a. fondu presque instantané ment et a été dispersé dans le métal.
Immédiatement avant la fin de la coulée, on a jeté dans la poche 50<B>kg</B> de chaux en grains. On a laissé décanter le laitier pendant quelques instants, puis on a coulé le métal en lingotières. L'examen de la poche après cou lée a montré qu'il n'y avait par eu d'usure anormale des réfractaires.
La teneur en soufre du métal, qui était de 0,01-3 % dans le bain métallique avant coulée, est tombée à 0,021 (teneur dosée sur les lin gots coulés).