FR3079527A1 - Alliage à base de silicium, procédé de production d’un tel alliage et utilisation de celui-ci - Google Patents
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Abstract
TITRE : Alliage à base de silicium, procédé de production d’un tel alliage et utilisation de celui-ci » La présente invention a pour objet un alliage à base de silicium renfermant : entre 45 et 95% en poids de Si, au maximum 0,05% en poids de C, 0,01 – 10 % en poids de Al, 0,01 – 0,3 % en poids de Ca, au maximum 0,10 % en poids de Ti, 0.5 – 25 % en poids de Mn, 0,05 – 0,07 % en poids de P, 0,001 – 0,05 % en poids de Si, le complément à 100% étant constitué par du fer et par des impuretés accessoires en quantité habituelle, un procédé d’obtention d’un tel alliage et son utilisation.
Description
Titre de l'invention : Alliage à base de silicium, procédé de production d’un tel alliage et utilisation de celui-ci
Domaine technique [0001] La présente invention a pour objet un alliage à base de silicium, un procédé de production d’un tel alliage ainsi que son utilisation.
Technique antérieure [0002] Le ferrosilicium (FeSi) qui est un alliage de silicium et de fer correspond à un additif important dans la fabrication de produits en acier. De tels alliages sont classiquement nommés alliages de ferrosilicium mais, lorsque la teneur en silicium est élevée et/ou lorsque les teneurs en éléments d’alliage sont élevées, il n’y a qu’une très faible quantité de fer dans l’alliage et, par suite, le terme d’alliages de silicium (Si) est également utilisé pour désigner de tels alliages. Le silicium sous la forme de ferrosilicium est utilisé pour éliminer l’oxygène de l’acier, et en tant qu’élément d’alliage pour améliorer la qualité finale de l’alliage. En effet, le silicium augmente la dureté et la résistance à l’usure, l’élasticité (aciers élastiques) la résistance à l’écaillage (aciers thermiquement résistants) et diminue la conductivité électrique et la magnétostriction (aciers électriques). Des exemples de qualités de ferrosilicium conformes à l’art antérieur produits par Elkem sont mentionnés dans le tableau 1. Des ferrosilicium spéciaux tels que les alliages LAI (faible teneur en aluminium) HP/SHP (aciers de haute pureté / aciers de semi haute pureté) et LC (faible teneur en carbone) sont utilisés pour la production de qualités d’aciers spéciaux tels que des aciers électriques, des aciers inoxydables, des aciers à roulements, des aciers élastiques et des aciers pour nappe tramée pour pneumatique.
[Tableaux 1]
Exemples de qualités d’alliages de ferrosilicium (en pourcentage pondéral)
| Qualités | Si | Al max | Ti max | C m ax |
| Standard FeSi | 74-78 | 1.5 | û.l | 0.1 |
| LC FeSi | 74-78 | 1.0 | 0.1 | 0.02 |
| LAI FeSi | 74-78 | 0.1 | 0.1 | 0.04 |
| SHP FeSi | 74-78 | 0.1 | 0.05 | 0.02 |
| HP FeSi | 74-78 | 0.05 | 0.02 | 0.02 |
[0003] Les aciers électriques à grains non orientés (aciers NGOES) sont essentiels pour la fabrication de noyaux magnétiques de machines électriques telles que des moteurs, des générateurs et des transformateurs. Les aciers NGOES sont classiquement alliés avec du silicium dans la plage de 0,1-3,7 % en poids en fonction du producteur et de la qualité, mais des teneurs en silicium supérieures peuvent être trouvées. Des nuances ayant de faibles teneurs en silicium (habituellement inférieures à 1,5 % en poids) sont ici désignées en tant que nuances de qualité inférieure tandis que des nuances ayant des teneurs en silicium plus élevées (supérieures à 2/2,5 % en poids) sont souvent désignées en tant que nuances de qualité élevée. La demande pour des aciers NGOES de nuances de qualité élevée augmentent dans le monde, du fait de l’augmentation de l’électrification (telle que l’électromobilité), et de la réduction des émissions de CO2. Il y a, par suite, une nécessité de développer de nouvelles nuances d’aciers NGOES ce qui, exige en conséquence des solutions améliorées pour produire ou développer de telles nuances.
[0004] Les aciers NGOES doivent avoir une teneur en carbone aussi faible que possible (C<0,005 % en poids). Lors de la production d’aciers NGOES, des alliages à faible teneur en carbone doivent être utilisés pour réduire au maximum la position carbonée dans l’acier autant que possible. Des étapes de procédé supplémentaires et onéreuses sont nécessaires pour obtenir la faible teneur en carbone requise si la teneur en carbone dans la masse d’acier fondue est trop élevée du fait de la pollution provenant d’alliages ajoutés. Il s’agit là de la raison pour laquelle des alliages ferrosilicium à faible teneur en carbone / silicium ont été et sont encore largement utilisés pour la fabrication d’aciers NGOES sous la forme de EeSi LC, LAI ou HP/SHP.
[0005] Le manganèse est actuellement de plus utilisé en tant qu’élément d’alliage dans les aciers NGOES de nuances de qualité élevée. L’une des plus importantes sources de pollution au carbone dans la production de telles nuances d’acier, en plus des alliages de silicium est liée aux alliages de manganèse utilisés. Pour permettre de maintenir faible le carbone ajouté, des nuances coûteuses de manganèse telles que des ferromanganèses à faible teneur en carbone (LC EeMn) ou du manganèse métallique sont souvent utilisés. La pratique habituelle nécessite l’addition séparée d’alliages à base de silicium à faible teneur en carbone tels que des EeSi LC, LAI ou HP/SHP et d’alliages à base de manganèse à faible teneur en carbone tels que des ferromanganèses à faible teneur en carbone (LC EeMn) ou du manganèse métallique pour obtenir la teneur en Si et en Mn souhaitée dans l’acier tout en maintenant la teneur en carbone dans l’acier aussi faible que possible. Les alliages de silicium à faible teneur en carbone et les alliages de ferromanganèse à faible teneur en carbone sont coûteux à produire et exigent l’addition séparée de ces alliages à l’acier.
[0006] L’élément polluant principal dans les alliages à base de manganèse est le carbone qui peut être présent à raison de 0,04 à 8 % en poids. Des exemples d’alliages de manganèse commerciaux sont des ferromanganèses à teneur en carbone élevée (HC EeMn) ayant habituellement une teneur en carbone de 6 à 8 % en poids, des ferro manganèses à teneur en carbone moyenne (MC FeMn) ayant habituellement une teneur en carbone de 1-2% en poids et des ferromanganèses à faible teneur en carbone ayant une teneur en carbone de l’ordre de 0,5 % en poids. Des alliages au manganèse électrolytique ayant jusqu’à au maximum 0,04 % en poids de carbone sont également disponibles. D’autres alliages ayant des teneurs en carbone différentes pouvant aller jusqu’à 8 % peuvent également être disponibles. Il est également intéressant de noter que la plus faible teneur en carbone dans des alliages manganèse se trouve dans les manganèses électrolytiques dont le procédé de production est connu pour créer des problèmes pour l’environnement et est très onéreux. Fe tableau 2 ci-dessous montre des exemples d’alliages de manganèse commerciaux.
[Tableaux2] exemple d’alliages de manganèse commerciaux (èft pourcentage pondéral)
| Alliage | Mn | C m» | P niM | Si Biax | S mi» | &nrce |
| HC FeMn | Min. 78 | 6.5- 7,5 | 0.20 | 0.3 | 0.01 | Eramet |
| MC FeMn | 80-83 | 1.5 | 0.20 | 0.6 | 0.01 | Eramet |
| LC FeMn | 80-83 | 0.5 | 0.20 | 0.6 | 0.01 | Eramet |
| Mn métal electrolyüque | Min.99.7 | 0.04 | 0.005 | NA | 0.05 | Changsha Xinye Ind. Co.Ltd |
| Mn métal siheo thermique | Min.95 | 0.2 | 0.07 | 1.8 | 0.05 | Felmaïi Trading |
[0007] Fe procédé de production habituel d’aciers NGOES renfermant du Mn est lié à une série de problèmes tels que sa durée du fait des additions séparées d’alliages de silicium et d’alliages de manganèse, le coût et la qualité et la grande quantité d’alliages devant être ajoutée.
[0008] BUT DE L’INVENTION [0009] F’invention a ainsi pour objet de proposer un nouvel alliage à base de silicium de coût modéré ayant une faible teneur en carbone et renfermant du manganèse pouvant être utilisé comme seul alliage d’addition à des qualités d’acier telles que des aciers NGOES qui demandent une faible teneur en carbone et une certaine teneur en manganèse.
[0010] Un autre objet de l’invention est de proposer un procédé de production de cet alliage à base de silicium.
[0011] RESUME DE FA PRESENTE INVENTION [0012] Selon un premier aspect, la présente invention a pour objet un alliage à base de silicium renfermant :
[0013] entre 45 et 95% en poids de Si, [0014] au maximum 0.05 % en poids de C, [0015] 0.01 à 10% en poids d’Al, [0016] 0.01 à 0.3 % en poids de Ca, [0017] au maximum 0,10 % en poids de Ti, [0018] 0,5 à 25% en poids de Mn, [0019] 0.05 à 0.07 % en poids de P, [0020] 0.001 à 0.005 % en poids de S, [0021] le complément à 100 % étant constitué par du fer et des impuretés accessoires en quantité habituelle.
[0022] Selon un mode de réalisation, l’alliage à base de silicium renferme entre 50 et 80 % en poids de Si.
[0023] Selon un autre mode de réalisation l’alliage à base de silicium renferme entre 64 et 78 % en poids de Si.
[0024] Selon un mode de réalisation, l’alliage à base de silicium renferme au maximum 0,03 % en poids de C.
[0025] Selon un mode de réalisation, l’alliage à base de silicium renferme 0,01 à 0,1 % en poids de Ca.
[0026] Selon un mode de réalisation, l’alliage à base de silicium renferme au maximum 0,06 % en poids de Ti.
[0027] Selon un mode de réalisation, l’alliage à base de silicium renferme 1 à 20 % en poids de Mn.
[0028] Selon un second aspect, la présente invention a pour objet un procédé de production d’un alliage à base de silicium du type susmentionné, ce procédé comprenant des étapes consistant à se procurer un alliage de ferrosilicium de base liquide, à ajouter à ce ferrosilicium liquide une source de Mn renfermant du carbone en tant qu’élément d’alliage ou en tant qu’impureté pour obtenir ainsi une masse fondue, et à affiner cette masse fondue obtenue, cet affinage comprenant l’élimination des particules de carbure de silicium formées avant et/ou au cours du moulage de cette masse fondue.
[0029] Selon un mode de réalisation, le Mn ajouté est sous la forme d’un alliage de ferromanganèse à teneur en carbone élevée, d’un alliage de ferromanganèse à teneur en carbone moyenne, d’un alliage de ferromanganèse à faible teneur en carbone, de Mn métallique ou d’un mélange de tels composés.
[0030] Selon un mode de réalisation, l’alliage de ferrosilicium de base liquide renferme : [0031] Si : 45-95 % en poids, [0032] C : jusqu’à 0,5 % en poids, [0033] Al : jusqu’à 2 % en poids, [0034] Ca : jusqu’à 1,5% en poids, [0035] Ti : 0,01 à 0,1 % en poids, [0036] Mn : jusqu’à 0,5 % en poids, [0037] P : jusqu’à 0,02 % en poids, [0038] S : jusqu’à 0,005 % en poids, [0039] le complément à 100% étant constitué par du fer et des impuretés accessoires en quantité habituelle.
[0040] Selon un mode de réalisation de ΓΑ1 est ajouté pour ajuster la teneur en Al dans la plage de 0,1 à 10 % en poids.
[0041] Selon un autre aspect, l’invention a pour objet l’utilisation d’un alliage à base de silicium tel que décrit ci-dessus en tant qu’additif pour la fabrication de l’acier.
[0042] Selon un mode de réalisation, l’invention a pour objet l’utilisation d’un alliage à base de silicium tel que défini ci-dessus en tant qu’additif pour la fabrication d’acier électrique à grains non orientés.
Description des modes de réalisation [0043] La présente invention propose un nouvel alliage à base de silicium ayant une faible teneur en carbone et une teneur en manganèse pouvant aller jusqu’à 25% en poids.
[0044] L’alliage conforme à l’invention a la composition suivante :
[0045] Si : 45-95 % en poids, [0046] C : au maximum 0,05 % en poids, [0047] Al : 0,01 à 10 % en poids, [0048] Ca : 0,01 à 0,3 % en poids, [0049] Ti : au maximum 0,10% en poids, [0050] Mn : 0,5 à 25% en poids, [0051] P : 0,005 à 0,07 % en poids, [0052] S : 0,001 à 0,005 % en poids, [0053] le complément à 100% étant constitué par du fer et des impuretés accessoires en quantité habituelle.
[0054] Selon la présente invention, les termes alliage à base de silicium et alliage à base de ferrosilicium sont utilisés de manière interchangeable. Le silicium est l’élément principal de l’alliage devant être ajouté à la masse fondue d’acier. Des alliages renfermant 75 % en poids de Si ou 65 % en poids de Si sont habituellement utilisés. L’addition d’un alliage renfermant 75% en poids de Si permet d’obtenir une plus forte augmentation de la température de la masse d’acier fondu que l’addition d’un alliage renfermant 65% en poids de Si qui est pratiquement neutre en température. Des alliages renfermant moins de 50% en poids de Si sont rarement utilisés actuellement dans l’industrie de l’acier, et nécessitent l’addition d’une grande quantité d’alliage pour obtenir la teneur en Si cible dans l’acier, ce qui crée des problèmes en cours de fa brication. Des alliages ayant une teneur supérieure à 80% sont très rarement utilisés à ce jour du fait que le coût de production par unité de silicium augmente lorsque la teneur en silicium de l’alliage à base de silicium augmente. Par suite, la plage de Si préférentielle est de 50 à 80 % en poids. Une autre plage de Si préférentielle est de 64 à 78 % en poids.
[0055] Le carbone est l’élément non souhaité principal dans les aciers NGOES et doit être présent à une teneur aussi faible que possible dans le nouvel alliage conforme à l’invention. La teneur maximum en carbone dans un tel alliage est de 0,05 % en poids. La teneur préférentielle doit être au maximum de 0,03 % en poids, ou même au maximum de 0,02 % en poids, comme dans les nuances de ferrosilicium à faible teneur en carbone habituellement utilisées pour la fabrication de cet acier. Il peut être difficile d’éliminer totalement le carbone, et par suite, une teneur de 0,003 % en poids de carbone peut être présente dans l’alliage conforme à l’invention. Plus que la teneur en carbone elle-même, le rapport entre la teneur en carbone et la teneur en manganèse est le paramètre clef. Lorsque la teneur en manganèse dans l’alliage augmente la teneur en carbone du nouvel alliage à base de silicium conforme à l’invention doit être au maximum de 0,05 % en poids.
[0056] L’aluminium correspond à une impureté lors de la production d’alliages à base de silicium, habituellement présente à raison d’environ 1% en poids à la sortie du four dans les nuances standard. Cette teneur peut être diminuée par affinage jusqu’à un maximum de 0,01 % en poids, bien que pour des aciers NGOES, une teneur maximum de 0,03 % en poids ou même une teneur maximum de 0,1% en poids corresponde à de bonnes solutions. Toutefois, dans les aciers NGOES, Al est fréquemment ajouté en petites ou en grandes quantités. En conséquence, l’addition d’aluminium a une teneur allant jusqu’à 5 % en poids ou même jusqu’à 10 % en poids dans l’alliage conforme à l’invention peut, dans certains cas, être préférable.
[0057] Le calcium correspond à une impureté lors de la production d’alliages à base de silicium dont la teneur doit être maintenue à un faible niveau pour éviter des problèmes au cours de la fabrication de l’acier et du moulage tels qu’une obstruction des buses. Dans l’alliage conforme à l’invention, la plage de teneur en calcium est de 0,01 à 0,3 % en poids. Une plage de teneur en calcium préférentielle est de 0,01 à 0,1 % en poids. La teneur préférentielle est au maximum égale à 0,05 % en poids. Si la teneur en calcium dans le matériau de départ pour la production de l’alliage conforme à l’invention est supérieure à la teneur en calcium souhaitée dans cet alliage, le calcium peut facilement être éliminé au cours de la production par soufflage ou agitation avec de l’oxygène (provenant de l’air et/ou d’oxygène pur), en formant ainsi de l’oxyde de calcium qui peut être éliminé sous la forme de scories.
[0058] Le titane correspond à une impureté lors de la production d’alliages à base de silicium, dont la teneur est habituellement de l’ordre de 0,08 % en poids à la sortie du four lors de la production de FeSi standard à 75% en poids de Si mais cette teneur dépend du mélange de matériau brut. Toutefois, dans les aciers NGOES une faible teneur en titane est souvent bénéfique pour éviter la formation d’inclusions préjudiciables. En conséquence, une teneur en titane au maximum égale à 0,06 % en poids ou même à 0,03 % en poids dans le nouvel alliage conforme à l’invention est préférable. Des traces de Ti peuvent être présentes dans cet alliage de sorte que la teneur minimum en Ti peut être de 0,005 % en poids. Il est difficile d’affiner le Ti dans la poche de coulée, et ainsi un bon fonctionnement du four et une sélection du matériau brut sont nécessaires pour permettre d’obtenir une faible teneur en titane.
[0059] Le manganèse est une impureté habituelle lors de la production d’alliages à base de silicium. Toutefois, il a été découvert, de façon surprenante, conformément à l’invention que le fait d’allier un alliage à base de silicium avec du manganèse à une teneur située dans la plage de 0,5 à 25 % en maintenant faible la teneur en carbone permet d’obtenir un alliage ayant d’excellentes propriétés, en particulier pour l’utilisation dans la production de qualités d’acier nécessitant une faible teneur en carbone telles que des aciers NGOES. D’autres plages possibles de la teneur en Mn sont de 1 à 20 % ou de 1 à 15% ou également de 2 à 10 %.
[0060] Le phosphore correspond à une impureté lors de la production d’alliages à base de silicium. En particulier, dans des alliages à base de silicium sans addition de Mn les teneurs en P sont inférieures à 0,04 %. Toutefois, la teneur en P est normalement supérieure dans des alliages renfermant du Mn, et en conséquence un alliage avec du Mn peut conduire à une teneur en P supérieure dans le produit final. Toutefois, la teneur en P dans l’acier provenant de l’addition de l’alliage de silicium conforme à la présente invention est égale ou un peu inférieure à celle provenant de l’addition séparée d’alliages de silicium et d’alliages de manganèse.
[0061] La teneur en soufre est, en règle générale faible lors de la production d’alliages de silicium. Toutefois, la teneur en S est, en règle générale, un peu supérieure dans les alliages de Mn, de sorte que l’alliage avec du Mn peut conduire à une teneur en S supérieure dans le produit final. Toutefois, la teneur en S dans l’acier provenant de l’addition de l’alliage de silicium conforme à la présente invention est égale ou un peu inférieure à celle provenant de l’addition séparée d’alliages de silicium et d’alliages de manganèse.
[0062] Une composition préférentielle de l’alliage conforme à l’invention est la suivante : [0063] Si : 64-78 % en poids, [0064] C : au maximum 0,03 % en poids, [0065] Al : 0,1-10 % en poids, [0066] Ca : 0,01-0,05 % en poids, [0067] Ti : au maximum 0,06 % en poids, [0068] Mn : 1-20 % en poids, [0069] P : 0,005-0,05 % en poids, [0070] S : 0,001 - 0,005 % en poids, [0071] le complément à 100 % étant constitué par du fer et des impuretés accessoires en quantité habituelle.
[0072] L’alliage conforme à la présente invention est obtenu par addition d’une source de Mn renfermant du carbone en tant qu’élément d’alliage ou en tant qu’élément d’impureté dans un alliage à base de Si liquide. La source de Mn peut être sous la forme d’unités de manganèse solide ou liquide, sous la forme d’un alliage de manganèse ou de manganèse métal ou d’un mélange de ces composés. La source de manganèse peut renfermer des impuretés / agents contaminants habituels. L’alliage de manganèse peut être, par exemple, un alliage de ferromanganèse tel qu’un ferromanganèse à teneur en carbone élevée, un ferromanganèse à teneur en carbone moyenne, un ferromanganèse à faible teneur en carbone ou un mélange de tels ferromanganèses. Un alliage de manganèse commercial, tel qu’à titre d’exemple, mentionné dans le tableau 2 ci-dessus, ou une combinaison de deux ou d’un plus grand nombre de tels alliages sont adaptés pour être utilisés conformément à l’invention. De préférence, le Mn ajouté est sous la forme de ferromanganèse à teneur en carbone élevée ou de ferromanganèse à teneur en carbone moyenne.
[0073] Le carbone provenant de la source de manganèse ajouté réagit avec le silicium en formant des particules de carbure de silicium SiC solides qui, au cours de l’affinage, sont éliminées de la masse fondue dans le revêtement réfractaire de la poche de coulée ou un laitier ayant été formé avant ou au cours du procédé de moulage, de préférence avec agitation dans la poche de coulée. Des fondants de scorification peuvent être ajoutés s’il est nécessaire d’avoir un récepteur suffisamment grand pour les particules de SiC formées. Il en résulte un alliage de Si conforme à l’invention ayant une faible teneur en carbone et renfermant du manganèse, avec la plage d’éléments indiqués cidessus.
[0074] Un exemple d’une composition de matériau de départ peut correspondre à du LeSi liquide provenant de fours, mais de nombreuses autres compositions sont possibles en fonction du cahier des charges. La refonte de n’importe quel alliage à base de silicium commercial tel que le ferrosilicium standard ou le ferrosilicium de grande pureté peut également être envisagée en tant que matériau de départ possible.
[0075] Ainsi, un matériau de départ possible peut renfermer :
[0076] Si : 45-95 % en poids, [0077] C : jusqu’à 0,5 % en poids, [0078] Al : jusqu’à 2 % en poids, [0079] Ca : jusqu’à 1,5% en poids, [0080] Ti : 0,01 à 1% en poids, [0081] Mn : jusqu’à 0,5% en poids, [0082] P : jusqu’à 0,02% en poids, [0083] S : jusqu’à 0,005% en poids, [0084] le complément à 100% étant constitué par du fer et des impuretés accessoires en quantité habituelle.
[0085] Si la teneur en aluminium dans le produit final doit être augmentée (jusqu’à 10%) l’addition d’unités d’aluminium solides ou liquides peut être effectuée dans la poche de coulée. En variante, la teneur en aluminium provenant du four peut être augmentée par sélection de matériaux bruts dans le four. De ΓΑ1 peut être ajouté pour ajuster la teneur en Al dans la plage de 0,01-10 % en poids.
[0086] Pour permettre d’obtenir l’alliage conforme à l’invention, il est possible de mettre en œuvre des étapes additionnelles impliquant un affinage de scories, un écrémage et/ou une agitation conformément à des techniques connues de manière générale, en particulier pour atteindre les faibles teneurs en carbone conformes à la présente invention. De telles étapes additionnelles peuvent être mises en œuvre avant ou au cours du procédé de moulage ou en combinaison.
[0087] L’exemple non limitatif ci-dessous permet d’illustrer l’invention.
[0088] Lors de deux essais différents du ferrosilicium a été de manière habituelle coulé dans une poche de coulée (poche de coulée 1 et poche de coulée 2) avec agitation avec de l’air en partie inférieure. La quantité de ferrosilicium coulée était de l’ordre de 5900 Kg dans la poche 1 et la poche 2. Le tableau 3 montre la composition du matériau de départ dans les deux poches de coulée utilisées.
[Tableaux3]
| matériau c | e départ | % en poids) | |||||
| Matériau départ | Al | Si | P | Ca | Ti | Mn | C· |
| Poche de coulée 1 | 0,78 | 77,26 | 0,012 | 0,16 | 0,058 | 0,172 | 0,0533 |
| Poche de coulée 2 | 1,60 | 75,25 | 0,011 | 0,98 | 0,057 | 0,234 | 0,3794 |
[0089] Après la coulée, du FeMn grumeleux, renfermant 75,7 % en poids de Mn et 6-8 % en poids de C, le complément à 100% étant constitué par du fer et des impuretés accessoires en quantité habituelle a été ajouté au ferrosilicium liquide dans chaque poche de coulée en quantité égale à 246 kg d’unité Mn pour atteindre une teneur 4,5 % de Mn dans le produit final. Dans la mesure où le rendement du Mn n’était pas connu, FeMn a été ajouté graduellement pendant une période comprise entre 20 et 25 minutes jusqu’à ce que la teneur cible de 4,5 % de Mn ait été atteinte. (Les additions pouvant être effectuées pendant une durée inférieure ou supérieure). L’agitation en partie inférieure a été maintenue au cours de la totalité du processus d’addition de façon à garantir une bonne dissolution du Mn et que des particules de SiC formées soient éliminées de la masse fondue de l’alliage de Si dans les scories formées et les parois de la poche de coulée. Après l’étape d’affinage, les poches de coulée ont été transférées vers la zone de moulage ou l’échantillon liquide final a été prélevé avant le moulage dans des moules en fonte.
[0090] Des exemples du nouvel alliage conforme à l’invention produits ont été pris à la fin de l’étage liquide, juste avant le moulage. Les résultats des deux poches de coulée sont mentionnés dans le tableau 4.
[Tableaux4]
Analyse (% en poids) à la fin de l’étape liquide :
| Al | Si | P | Ca | Tl | Mn | C | |
| Poche de coulée 1 | 0,27 | 74,18 | 0,016 | 0,02 | 0,057 | 4,43 | 0,018 |
| Poche de coulée 2 | 0,22 | 73,47 | 0,015 | 0,01 | 0,058 | 4,74 | 0,008 |
[0091] La mise en œuvre d’un tel procédé, a permis d’obtenir une faible teneur en carbone pouvant être expliquée par la faible solubilité du carbone dans des alliages ayant une teneur en silicium élevée. Il a toutefois été surprenant de constater qu’il ait pu être possible d’atteindre des teneurs en carbone aussi faibles que dans les nuances de ferrosilicium à faible teneur en carbone habituelles (voir tableau 1).
[0092] L’alliage conforme à l’invention correspond à une alternative avantageuse du point de vue du coût à l’addition séparée des éléments d’alliage Si et Mn requis sous la forme d’alliage de ferrosilicium et d’alliage de manganèse ou de manganèse métallique en améliorant la durée du procédé et la qualité. De tels alliages peuvent également aider les producteurs d’acier NGOES à diminuer la teneur en carbone globale dans l’acier et obtenir une teneur inférieure à celle obtenue en ajoutant séparément un ferrosilicium / alliage à base de Si et du manganèse sous la forme d’alliage de manganèse à faible teneur en carbone ou de manganèse métal. En outre, cet a alliage peut permettre à des producteurs d’acier électrique de fabriquer des nouvelles nuances ayant une teneur en Mn inférieure, tout en maintenant faible la teneur en carbone dans l’acier, ce en n’utilisant qu’un seul additif d’alliage.
Claims (1)
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Revendications [Revendication 1] Alliage à base de silicium renfermant : entre 45 et 95 % en poids de Si, au maximum 0,05 % en poids de C, 0,01 à 10% en poids de Al, 0,01 à 0,3 % en poids de Ca, au maximum 0,10 % en poids de Ti, 0,5 à 25% en poids de Mn, 0,005 à 0,07 % en poids de P, 0,001 à 0,005 % en poids de S, le complément à 100% étant constitué par du fer et par des impuretés accessoires en quantité habituelle. [Revendication 2] Alliage à base de silicium conforme à la revendication 1, renfermant entre 50 et 80% en poids de Si. [Revendication 3] Alliage à base de silicium conforme à la revendication 2, renfermant entre 64 et 78 % en poids de Si. [Revendication 4] Alliage à base de silicium conforme à l’une quelconque des revendications précédentes renfermant au maximum 0,03% en poids de C. [Revendication 5] Alliage à base de silicium conforme à l’une quelconque des revendications précédentes renfermant entre 0,01 et 0,1 % en poids de Ca. [Revendication 6] Alliage à base de silicium conforme à l’une quelconque des revendications précédentes renfermant au maximum 0,06% en poids de Ti. [Revendication 7] Alliage à base de silicium conforme à l’une quelconque des revendications précédentes renfermant entre 1 et 20 % en poids de Mn. [Revendication 8] Procédé d’obtention d’un alliage à base de silicium conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant des étapes consistant à se procurer un alliage de ferrosilicium de base liquide, à ajouter dans ce ferrosilicium liquide une source de manganèse renfermant du carbone sous forme d’un élément d’alliage ou d’un élément d’impureté de façon à obtenir une masse fondue et affiner la masse fondue obtenue, cet affinage comprenant l’élimination des particules de carbure de silicium formées avant et/ou au cours du moulage de la masse fondue. [Revendication 9] Procédé conforme à la revendication 8, selon lequel la source de Mn ajoutée est sous forme d’alliage de ferromanganèse à teneur en carbone élevée, d’alliage de ferromanganèse à teneur en carbone moyenne, d’alliage de ferromanganèse à faible teneur en carbone, de Mn métallique ou d’un mélange de ces composés. [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13]Procédé conforme à l’une quelconque des revendications 8 et 9, selon lequel l’alliage de ferrosilicium de base liquide renferme :Si : 45-95 % en poids,C : jusqu’à 0,5% en poids,Al : jusqu’à 2% en poids,Ca : jusqu’à 1,5% en poids,Ti : 0,01-0,1% en poids,Mn : jusqu’à 0,5% en poids,P : jusqu’à 0,02% en poids,S : jusqu’à 0,005% en poids, le complément à 100% étant constitué par du fer et par des impuretés accessoires en quantité habituelle.Procédé conforme à l’une quelconque des revendications 8 à 10, selon lequel de Γ aluminium est ajouté pour régler la teneur en Al dans la plage de 0,01% à 10% en poids.Utilisation d’un alliage à base de silicium conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 7, en tant qu’additif pour la fabrication d’acier. Utilisation conforme à la revendication 12, pour la fabrication d’acier électrique à grains non orientés.
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