LU82160A1 - Procede de fabrication de l'acier - Google Patents

Description

D. 51.000

-TJ~2-/¾ ÂRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG

.....Cm........I........SJ V

du .......12£(5'VXiSX.....19So Monsieur le Ministre ..... n£3E§El de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes

Titre delivre : ........................................ IS k

Service de la Propriété Industrielle fëM/ LUXEMBOURG

Demande de Brevet d’invention I. Requête ...La ...sociêtâ ...dite. : Sture- (1) .....gatan....ll./.....h.....114......36.....S.T.Q.GKHOLM/.....Suède.,......reprÔientée.jpj^ .........

....Jacgues.....de....Muy.s.er.,.....agi.s.sau.t.....en...g.u.al.itë .de_ssimdateire.........................................<2> dépose........ ce .....douze.....février.....19.0.0....quatre-vingt...............................................................o> à........15............ .... heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : .....".B.r.océdâ...de.....fabrication.....de......llacler".*..................................................................................................................(4) déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur© est (sont) : .....J,Qhn.....0.1af.....EDS.T.RÔM*......Qrrspal£.Y.âgen.....2E.,......à....l.8.2.....?5 STOCKSUND,.......................(5) .....Suède.................................................................................................................................................................................................................................................................

2. la délégation de pouvoir, datée de ...STOCKHOLM__________________________ le .27. jï_ëçei|&re.....1979 3. la description en langue . .....française......................... --------------- de l’invention en deux exemplaires ; 4........//.............. ... planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le ......12.....février.....198.0_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6)_______________________brevet.............................................déposée© en (7)......Suède________________________________________________________________________________________________________ le 15...février. ...19.19. (No* .19ol372-8.).________________________________________________________________________________________________________________________(8) au nom de __________la....dëp.OS.ail.t.e.......................................................................................................................................................................................(9) élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg __________________________________ ......3.5..,......bld..(t....„EOY.al...™.......................................................................................................................................................................................................(10) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à .. ..............U__________________ ..... mois.

[Le I

II. Procès-verbal de Dépôt

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du : 12 février 1980 .···'......Pr. le Mimstre à..........15.......... ... heures / î Λ. '''-«^de l’Économie Nationale et ués Classes Moyennes, î/jT .* p·

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j . ♦ REVENDICATION DE LA PRIORITE

; de la demande de brevet / φ/ 4 -——. ___________________

En SUEDE

Du 15 FEVRIER 1979 vAÀAJvjiu Mémoire Descriptif déposé à l’appui d’une demande de

BREVET D’INVENTION

; au

Luxembourg

au nom de : LUOSSAVAARA-KIIRUNAVAARA AKTIEBOLAG

t i * pour: "Procédé de fabrication de l'acier".

i > \ ,i~.

1 * ί s V 1 I La présente invention concerne la fabrication de ï l'acier et, plus particulièrement, un procédé d'élabora- | tion d'un acier ayant une teneur en carbone déterminée

Il , . .

avec précision.

5 Le carbone est le plus important des éléments d'alliage non métalliques dans l'acier. Des petites variations dans la teneur en carbone de l'acier se traduisent par des changements importants de ses propriétés. En conséquence, lors de l'élaboration d'un acier, on 10 doit prendre grand soin d'introduire toujours la teneur j requise exacte de carbone. Ceci est particulièrement vrai - ♦ pour les aciers de qualité supérieure et est également important dans les aciers industriels normaux.

I A l'heure actuelle, on fabrique l'acier en majeure ! 15 partie par des procédés de conversion à l'oxygène gazeux.

Dans des procédés de ce genre, la fonte ou le fer brut en fusion contenant, par exemple, de 2 à 4-,5 % de carbone est soumis à un affinage jusqu'à l'obtention d'un acier ayant la teneur désirée en carbone. Cependant, on peut 20 effectuer également un tel affinage dans des fours électriques ou des fours à flamme, comme par exemple les fours i Martin. L'affinage est un procédé particulièrement rapide j quand on le met en oeuvre dans des convertisseurs à ! l'oxygène gazeux dans lesquels le procédé d'affinage est I 25 effectué avec de l'oxygène gazeux ou de l'air riche en j oxygène’. Dans des masses de fusion de 200 à 300 tonnes, la teneur en carbone peut être réduite à des faibles valeurs i * en -un temps très bref, par exemple en 10 à 20 minutes.

Cependant il devient alors difficile d'arrêter le procédé 30 d'affinage à la teneur désirée en carbone. On préfère donc fréquemment poursuivre le procédé d'affinage pratiquement.

I jusqu'au moment où tout le carbone a été éliminé du bain de fusion, après quoi on soumet le bain de fonte à une cémentation pour rétablir la teneur désirée en carbone, par 35 addition de produits à haute teneur en carbone, par exemple de graphite. L'affinage jusqu'à une faible teneur | en carbone est également souhaitable pour d'autres raisons, i Ce n'est que lorsque la fonte descend à une faible teneur i / /

V

♦ 2 en carbone que le bain de fusion est purifié par insufflation d'oxygène gazeux dans ce bain, pour débarrasser le bain de certaines impuretés telles que les composés phosphoreux, à un degré permettant l'emploi de ce bain 5 comme matière de départ pour l'élaboration d'un acier de qualité supérieure.

Lors de la cémentation de la fonte, on peut ajouter à cette dernière d'autres substances d'alliage afin de conférer des propriétés avantageuses à l'acier final. Tou-10 tefois, les substances d'alliage ne doivent pas comporter certains ingrédients dont la présence est indésirable dans * l'acier final. Les substances en question doivent également être facilement solubles dans l'acier et ne doivent refroidir l'acier qu'au minimum possible.

15 En conséquence, il est normal d'affiner la fonte ou le fer brut en fusion par la technique décrite pour descendre à une teneur en carbone de très loin inférieure à celle qu'on désire obtenir dans l'acier final, avant la cémentation du bain. Cependant, on peut également 20 régler la teneur en carbone à la valeur correcte avec un plus faible degré de cémentation à la condition de partir d'une valeur se trouvant immédiatement au-dessous de la teneur finale désirée en carbone.

On a éprouvé des difficultés pour trouver une 25 matière appropriée de cémentation qui soit, à la fois, bon marché et apte à réaliser les résultats désirés pendant l'opération de cémentation. C'est ainsi que, si * l'on utilisé du charbon ou du coke en poudre, l'acier devient contaminé avec certaines impuretés telles que le JO soufre qui sont présentes dans le charbon ou le coke. En outre, étant donné que le charbon et le coke sont des matériaux légers on obtient des rendements extrêmement variables quand on ajoute du charbon ou du coke à l'acier ce qui rend difficile l'obtention d'une analyse correcte. 55 l’es matières en carbone pur, comme le graphite, sont de faible poids, d'un prix élevé et d'une dissolution difficile dans le bain d'acier, tout au moins dans des conditions permettant d'obtenir des rendements reproductibles

V

* 3 d'où des erreurs dans la composition de l'acier. Si, par exemple, on utilise de la fonte brute, la température du bain d'acier tombe de façon marquée. En outre, la fonte brute contient des impuretés dont la présence est 5 fréquemment interdite dans un bain d'élaboration de l'acier au cours du stade final de production de l'acier.

La présente invention vise à créer un procédé nouveau et efficace permettant d'obtenir, lors de l’élaboration de l'acier, une teneur en carbone déterminée 10 avec précision dans l'acier final.

Dans ce but, l'invention propose de dissoudre du carbure de fer dans un bain d'acier en fusion présentant une teneur en carbone plus faible que celle qu'on désire obtenir dans l'acier final, en une quantité perraet-15 tant à'assur.er la teneur finale désirée en carbone-. Dans ces conditions, on élimine les inconvénients associés dans une grande mesure à l'utilisation des agents classiques de cémentation, en ce sens qu'on peut obtenir un rendement élevé et un baut degré de précision concernant la compo-20 sition de l'acier, avec l'emploi d'un matériau bon marché· Les carbures de fer qui ne contiennent que du fer et du carbone peuvent-être produits avec un degré élevé de pureté à un prix de revient relativement bas. Les carbures de fer, qui peuvent avoir des compositions variées, par 25 exemple Fe^C, Fe^G, etc., présentent une teneur élevée en carbone par comparaison à la fonte brute et ils sont facilement solubles dans des bains d'acier à faible teneur en carbone. La dissolution du carbure de fer dans le bain ne provoque qu’un refroidissement relativement léger du bain, 30 c'est-à-dire qu'on ne subit qu'une faible perte de température. De plus, les carbures de fer sont lourds, ce qui permet de les introduire dans le bain d'acier d'une façon sensiblement exempte de pertes- On peut appliquer le procédé selon l'invention, d’une façon particulièrement avan-•35 tageuse, quand on fabrique l'acier dans des convertisseurs d'acier à l'oxygène gazeux, dans lesquels la séquence rapide d'affinage rend difficile un'arrêt de la décarburation au moment exact de l'établissement de la teneur u . · /·* 4 * * correcte en carbone·

On injecte de façon appropriée le carbure de fer dans le bain sous forme de particules en suspension dans un gaz porteur· 5 Cependant, on peut également charger le carbure de fer dans le bain sous une forme agglomérée de sorte qu'il devient inutile de mettre le carbure de fer en suspension dans un gaz porteur sensiblement inerte.

A cet égard, on peut profiter de la densité 10 élevée du carbure de fer en chargeant ce carbure dans le bain d!acier sous forme d'agglomérats qui contiennent également des agents désoxydants tels que l'aluminium et/ou le carbone libre, afin d'augmenter le rendement des additifs mentionnés en dernier lieu.

15 Avantageusement, on peut charger le carbure de fer dans un courant d'acier en mouvement ou dans le fond d'un récipient ou d'une poche dans lequel on coule un acier ayant une teneur en carbone plus faible que celle qu'on désire obtenir dans l'acier final.

20 On peut charger le carbure de .fer dans un bain d'acier non allié ou dans un bain d'acier qui a déjà été allié· En variante, on peut charger le carbure de fer dans le bain simultanément avec d'autres substances ou additifs.

Les exemples suivants, dans lesquels toutes les 25 proportions sont en poids, servent à illustrer l'invention sans aucunement en limiter la portée.

EXEMPLE 1

Un bain d'acier en fusion pesant 5800 kg et contenu dans un four électrique d'élaboration d'acier d'une capaci-50 té de 6 tonnes présente une teneur en carbone de 0,04% qu'on doit élever jusqu'à une teneur finale en carbone de 0,20 %. Dans ce but, on injecte dans le bain 147,7 kg d'un carbure de fer finement divisé contenant de carbone, en s'aidant d'un gaz porteur inerte. Comme on peut le 55 calculer, le bain y compris le carbure ajouté nécessite une addition de 9»58 kg de carbone pour élever sa teneur en carbone à 0,20 % et ladite charge de carbure contient 9,6 kg de carboneè Ainsi le rendement en carbone est de / ' · '

J

i 5 99 ,6 °/°· La température initiale du "bain est de 1720°C · [ et elle tombe à 1610¾ pendant le procédé de cémenta- 4 tion· | EXEMPLE 2 ! 5 On élève la teneur en carbone d'un bain d'acier en j fusion pesant 5980 kg à partir de 0,19% à 0,20 % en intro- ] duisant dans le bain, pendant sa coulée dans une poche, ] 98,95 kg de carbure de fer ayant une teneur en carbone de I . 5,7 % - La quantité de carbone introduite par l'entremise i 10 du carbure de fer est de 5,64 kg alors que la quantité de carbone dissoute dans le bain est de 5,63 kg, ce qui I correspond à un rendement de 99,8 %. La température

i initiale du bain est de 1700°C et elle tombe à 1615PC

i pendant le procédé de cémentation· ' 15 EXEMPLE 3

On élève la teneur en carbone d'un bain d'acier ;; en·fusion pesant 5050 kg à partir de 0,05 % à 0,14 %, en jj introduisant dans lebain, pendant sa coulée dans une poche, 100 kg de carbure de fer ayant une teneur en ' 20 carbone de 5,67 %· La quantité de carbone ajoutée par l'entremise du carbure de fer est de 5,67 kg alors que la quantité de carbone dissoute dans le bain est également de 5,67 kg, ce qui correspond à un rendement de 100 %. La température initiale du bain est de 1710°0 et elle tombe 25 à 1650°G pendant le procédé de cémentation.

Les exemples ci-dessus montrent que le carbure de · fer constitue un agent de cémentation extrêmement efficace permettant de régler avec précision la teneur en carbone t J*r de l'acier en fusion. La cémentation avec du charbon en - 50 poudre ne permet pas, et de loin, d'atteindre les ren- • dements indiqués alors que l'utilisation, par exemple, de la fonte brute aux fins de cémentation provoque un ' refroidissement excessif du bain, par exemple une baisse | de température de l'ordre de 150°C ; en outre, les impu- 35 retés contenues dans la fonté brute vont être alliées à l'acier.

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Claims (7)

1. Procédé de fabrication d'un acier ayant une teneur en carbone déterminée avec précision, caractérisé en ce qu'on dissout du carbure de fer dans un bain d'acier 5 en fusion dont la teneur en carbone est plus basse que celle qu'on désire dans l'acier, final, ledit carbure étant ajouté en des quantités telles qu'elles permettent d'obtenir la teneur finale désirée en carbone.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé 10 en ce qu'on ajoute le carbure de fer à l'acier fabriqué dans des convertisseurs d'acier à l'oxygène gazeux.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on injecte dans le bain d'acier des particules de carbure de fer en suspension dans un 15 gaz porteur.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé.en ce qu'on charge dans le bain d'acier le carbure de fer sous forme agglomérée·

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé 20 en ce qu'on charge le carbure de fer dans le bain sous forme d'agglomérats qui contiennent également des agents dé soxydants et/ou du carbone libre.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on charge le carbure de fer dans ’ 25 un courant d'acier en mouvement.

6 « K £ V E N D I C A ΐ 1 O N S

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5» caractérisé en ce qu'on charge le carbure de fer dans le fond d'un récipient ou poche dans lequel on coule l'acier ayant une teneur en carbone inférieure à la teneur 30 finale désirée- UvVÀjAi,