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"PROCRDF DR FABRICATION DR PRODUITS BASIQURS POUR RRVEtFTRNT DR FOURS MF.TALLURGIQURS"
Dans un oonvertisseur Bessemer acide, le revêtement ,en dépit de sa faible épaisseur (¯ 25 om) a une durée pratiquement illimitée.
Dans un convertisseur Bessemer basique ,le revêtement , quoique relativement épais, ( 45 om), à une durée éphémère (¯ 250 opérations).
Ce n'est pas à la qualité spécialement réfractaire des matériaux employés qu'est due la longue durée du revêtement acide; sa composition, mélange de quartz et d'argile réfractaire commune est loin d'avoir la résistance au feu de la composition Seger n.26
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( 8.91C3 f 88, 8SiC2' z.6 CaO, o.7K20), qui se ramollit à Il température des fins' d'opérations. C'est parce que ce mélange, moulé en petites briques fortement pressées et fortement cuites, a acquis de ce traitement préalable, une très grande cohérence.
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Il ne fond pas parce que 1 excès de silice habituel aux scories Bessemer, le revêt d'un garnissage protecteur .
La dolomie, au contraire est pratiquement infusible.
Si, donc, un revêtement basique résiste mal, c'est que les briques qui le constituent ( et qui ne sont en somme que du pisé de dolomie frittée et broyée et de goudron, façonné) sont employées orues et manquent du liant naturel nécessaira à leur soudage en blocs, dès qu'à la mise en service, le goudron a été expulsé ou repoussé à la tôle du convertisseur.
C'est aussi, dans une moindre mesure, que le fort appareil -, lage usuel de ces briques n'est pas propice à une bonne répar- tition de la pression, cependant élevée, qu'on leur applique en cours de fabrication, et qu'il a pour conséquence une compacité fort inégale.
Quoique la scorie basique ait, sur les constituants du revètement, un certain pouvoir de dissolution, ce n'est donc pas par fusion simple que le revêtement périt, 0 'est par exfoliation ou, pis encore, par perforations locales qui obligent de mettre hors et de remaçonner, avant que le revêtement ait perdu le quart de son poids.
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Lemploi de la dolomie, tel qu'il se pratique, ne répond d'ailleurs pas aux conditions d'une bonne utilisation de cette matière.
Actuellement la dolomie frittée est broyée en grains et mélangée froide à une certaine quantité de goudron déshydraté, chaud, pour former une masse qui acquiert quelque cohérence par la pression ou le damage.
Or le poids de la dolomie employée représente plus da 90% de la masse.Même si le goudron est bouillant, il na peut donc que se figer au contact de la dolomie; il ne la pénètre pas, il en' englue les mottes.
Le malaxage sous des meules valseuses n'aide à la pénétra- tion du goudron qu'au prix du broyage des grains, dont résulte
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une forte quantité de poussière indésirable, parce qu'était facilement attaquable par les restes d'huile légère et d'hy- drates qui persistent dans le goudron.
Ces restes commencent la désagrégation de la masse, que les actions atmosphériques achèvent. Pour ce motif, les briques s'effritent âpres 3 ou 4 jours; il est obligatoire de ne les façonner qu'au fur et à mesure de leur emploi et de ohauffer le convertisseur après le maçonnage.
Rn outre, le chauffage lent et progressif du convertisseur jusqu'à la ohaleur blanche, expulse le goudron et le refoule en profondeur; il laisse sans liant une croûte de revêtement irré- gulièrement épaisse, sans cohérence propre, puisqu'elle est composée de grains et vides poussiéreux d'une matière incapable de ramolissement, même à ,la température de fin d'opérations, que des variations de température considérables et répétées prédis- posent à l'éclatement.
Ainsi entendu, l'emploi de la dolomie.,grève, exagérément, le prix de revient de l'acier, non seulement par la dépense en dolomie, qu'il entraine, mais par la main d'oaavre qu'il exige, ; la fréquence des mise? hors et les pertes de fabrication.
Cet emploi présente donc les défectuosités suivantes: a) La matière est trop réfractaire; elle ne possède pas à suffisanoe le liant naturel qui provoquerait sa prise en masse cohérante au fur et à mesure que le liant artificiel, le goudron, qui n'aide qu'à son façonnage, s'expulse. b) La matière est maltraitée sous les meules valseuses, qui n'y font pénétrer très imparfaitement le goudron qu'au prix d'un broyage intempestif des grains. a) les briques sont de trop fortes dimensions et de serrage faible et inégal dans leur masse.
On ne peut les employer que craes, parce que la cuisson, même sous enveloppe métallique, rend friables leurs angles, leurs arêtes et leurs faces, et ne laisse après manipulation, que des
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noyaux informes d'un maçonnage impossible.<
Sous le premier chef:
La dolomie est , naturellement, d'une grande pureté ; on la. recherche telle, parce que sa calcination, à la haute température qu'exige le frittage, donne au four de cuisson des agglomérations qui compromettent le fonctionnement du dit four, dès que sa teneur en gangues(SiO2, A1203, Fe2O3 etu) dépasse 2 à 3%.
C'est donc artificiemlement et après calcination, qu'il faut rendre, par des additions de fondants, la dolomie frittée moins réfraotaire.
On ne peut, en effet y arriver par fusion:
Le demi haut-foumeau soufflé au vent très chaud, qui per- met de fondre le ciment de schiste houiller, ne fondrait pas un lit de fusion à 85% et plus d'oxydes alcalino-terreux; et la four électrique, qui le fondrait, y introduirait sans nul doute une quantité assez sérieuse de carbure de calcium pour en inter- dire la manipulation subséquente comme dangereuse, si même l'acétylénisation & l'air et au goudronnage n'avait pas pour effet de le désagréger outre mesure.
Sous le second chef:
C'est la dolomie en grains dépoussiérés qu'il faut chauffer en vue de l'incorporation du goudron; et le chauffage de ce dernierne sera même pas nécessaire, s'il est , et c'est le cas très général, convenablement déshydraté, l'addition de goudron froid à une masse 15 à 20 fois plus pondéreùse, chauffée entre 350' et 400 , n'en abaissant la température que d'une quantité négl- geable.
Moyennant quoi, le passage immédiat du mélange, dans une bétonnière, ne peut manquer de goudronner la grenaille sur toute sa surface, sans en abîmer les grains.
Le briquetage doit suivre le goudronnage, dès que la tempé- rature de la masse la rend maniable. Il ne peut donner, grâce à l'enchevêtrement des grains polyédriques, que des blocs compacts, liés par une quantité minimun de goudron.
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01 est de la sorte que, depuis plus da 25 ans, on prépare et roule le tarmacadam qui sert au revêtement des routes, leqaa. même s'il est à base de laitier oaloareux, se manifeste d'une résistance considérable aux frottements et aux actions atmosphériques.
Sous le troisième chef;
La forte pression( 300 atm) appliquée au façonnage de brique de faible appareil( 25x25xI2) fournira des briques d'une compacité élevée et régulière, exemptes, dans leur masse d'éléments de désa- grégation et aussi résistantes aux influences atmosphériques @'un bon tarmacadam de route.
On pourra, dès lors, les emmagasiner, les maçonner, non plus par simple empilage, mais avec enoollage de goudron chaud, mettre à feu à loisir, sécher et chauffer le revêtement dans un temps oourt et sans risques d'éboulement.
Si ce traitement de la dolomie frittée peut quadrupler et plus la vie du revêtement d'un oonvertisseur, même réduit è 25 cm d'épaisseur, il ne résoud pas le problème du soudage des grains au fur et à mesure de la disparition de leur liant artificiel.
La masse continue de manquer de liant naturel et la surface du revêtement reste exposée à la destruction par effritement.
Dans la brique de convertisseur, toute addition de matière ca- pable d'augmenter le frittage de la surface des grains et d'en provoquer le soudage, par la formation d'un composé relativement fusible à la température d'une fin d'opération, doit nécessairement produire des effets qui annuleront la tendanoe à l'effritement.
Le composé formé doit ne fondre qu'à une température supérieure à celle de la fusion de fer et rester pâteux dans des limites assez étendues sous cette température; l'addition ne doit comporter aucune matière susceptible d'altérer les produits de l'opération( acier et soorie).
A ces titres:
Le laitier de haut-fourneau, sauf peut-être le laitier silioiex de fonte blanche, parait ne pas devoir convenir. Il est trop fusible il en faudrait beauooup, paroe qu'il ne compte comme liant que pour
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la silice et l'alumine (¯ 50%), d'ailleurs combinés, qu'il aontient, et il est généralement sulfureux.
La scorie de déphosphoration, plus réfraotaire, vaut moins encore, parce qu'elle n'est pas liante.
La scorie de four à réchauffer vaut mieux, en raison de sa haute teneur en silice, mais elle fond à une température trop 'basse, parce que normalement chargée d'oxyde de fer.
Restent: a) L'argile réfractaire calcinée, seule ou additionnée de silice, dosée de tàlle sorte, qu'en contact d'oxydes alcaline- terreux, elle se ramollisse.à la température de ¯ 1500 , que le revêtement du convertisseur n'atteint qu'au dernier moment de l'opération b) Le minerai de fer calciné, infusible à la même tempé- rature, s'il ne contient pas trop de gangues, et que le goudron réduit progressivement en profondeur en FeO et en Fe, le second pâteux, le premier donnant avec les bases alcaline- terreuses, des hyperentectiques peu fusibles à la température sus-indiquée.
L'addition quelle qu'elle soit, très finement pulvérisée et incorporée à chaud au goudron, sera véhiculée par ce dernier au goudronnage, entre les grains de dolomie chaude, dont elle tapissera les surfaces qu'elle à pour mission de ramollir et de souder.
Dans un convertisseur Bessemer acide, le.fond a une durée éphémère(:!:' 25 opérations); dans un convertisseur basique, le fond se comporte, par comparaison d'une façon satisfaisante (¯60 opérations).
Le fond acide se tient mal parce qu'il est composé d'as- sises superposées de pisé cru, peu adhérentes entre elles, qu'une dessioation de plusieurs mois ne prive pas de l'eau d'hydratation de l'argile qui en constitue le liant.
Il périt par exfoliation;
Le fond basique se tient mieux, parce que la cuisson sans laquelle il serait inutilisable)' le ramollit en une masse
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homogène, privée d'éléments volatils.
Il périt par désagrégation.
L'expérience démontre que la cuisson des fonds basiques;toute insuffisante qu'elle soit, leur donne une résistance que la brique de revêtement ne possède pas.
La cuisson a pour effets successifs: d'assurer l'incorporation du goudron, de ramollir la masse en un seul corps, de distiller le goudron en excès, et enfin, d'en dissocier ce qu'il en reste en hydrocarbures volatils et en carbone intercalé entre les grains de dolomie.
A la température ou elle se pratique, peu élevée( *1000'), paroe qu'elle ne doit pas déformer les enveloppes métalliques, le fond, même si on inoorperait dans sa masse un fondant naturel, ne peut devenir un bloc cohérent; il ne le peut, non plus, en ser- vice, parce que le refroidissement continuel par l'air de la soufflerie ne lui percnet pas d'atteindre la température à laquelle le fondant jouerait son rôle d'agent de liaison des grains de do- lomie.
Le procédé aotuel de cuisson des fonds ne donne donc que des résultats très incomplets. Ces résultats disent, toutefais, qu'il faut en chercher l'amélioration et l'application à toutes les pièces briques et fond, qui entrent dans le revêtement .
Pour que la cuisson se fasse dans de bonnes conditions, il faut: a) que la pièce à cuire soit de faible section pour que la chaleur la pénètre aisément et se maintienne égale à toute prafondeur.
En ce qui concerne le revêtement, auquel saffira une épaisseur de ¯ 30 om, il convient de ne pas dépasser pour les briques les dimensions de ¯30#30/25 X 12 om.
Rn ce qui concerne le fond, on le constituera de pièces de section régulière, se juxtaposant sans interposition autre qu'un léger enduit de goudron chaud, et qu'on puisse fabriquer à la presse.
Par exemple: un fond de 1,30m de diamètre pourra être cons-
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titué de 19 pièces hexagonales de 24cm. de cercle inscrit, dont la pièce centrale sans trous, les 18 autres à 7 trous(ou plus) de tuyères et 12 pièces de pourtour d'un seul type.
Un fond de 1,80 m de diamètre pourra l'être de 37 pièces hexagonales dont 7 sans trous et 30 portant tuyères, et 18 pièces de pourtour de 2 types. b) que la faible quantité de goudron( permise par l'application du procédé d'incarporation sus-indiqué) distille lentemant et à l'abri de l'air, dusqu'à expulsion complète. o) que le four puisse atteindre et maintenir une température telle ( 1600 ) que le liant naturel, incorporé comme dit ci-dessus, éprouve un commencement de fusion entre les grains de dolomie. d) que le refraidissement soit lent, pour éviter le bris et le gauahissement des pièces.
Un four électrique du type Aoheson ou analogue réunit ces com- ditions dans le cas, plus difficile, de la. graphitation et de la cuisson des électrodes.
Les pièces à cuire y seront enfournées avec les interpositions et la couverture de coke en grains, damé, constituant, en même temps le conducteur par résistance da courant, l'intermédiaire poreux propice au dégagement des gaz et le protecteur contre le contact de l'air.
Il n'y a pas lieu de oraindre la déformation des pièces à la cuisson, la matière employée, calcinée au préalable, ayant subi tout le retrait dont elle est susceptible.
Suivant le procédé de fabrication des pièces de fond et de revêtement des convertisseurs basiques, envisagé dans la présente invention, la dolomie calcinée et frittée( éventuellement, le cal- oaire magnésien ou le calcaire ordinaire calcinés et frittes), broyée en grains, sera portée dans un four ad houe à une température voisiner 350 ), sans y atteindre, du point d'inflammation du goudron déshydraté, et additionné, chaud, de la quantité de goudron strictement pécessaire au goudronnage des grains, préalablement er pâté de fondant ( argile, silice, oxyde de fer, scorie,laitier) cal ciné et broyé en poudre,
en nature et quantité tellesque lamasse
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éprouve un commencement de fusion à la température des fins dopé- ration sans plus.
Le goudronnage sera. parachevé, sans broyage, dans un malaxeur ou une bétonnière.
La masse goudronnée sera façonnée, dès son refroidissement à une température convenable (¯ 50.) , en briques et pièces de fond de petit appareil. Les briques pourront êôre emmagasinées telles quelles, maçonnées et cuites en place comme de ooutume.
Elles pourront être cuites, préalablement, dans un four ad-hoo à la température ci-dessus prévue, au même titre que les pièces de fond(garnies de leurs broches de tuyères en bois), qui doivent l'être, pour donner des bloos solides, résistants et inaltérables, analogues aux briques de magnésie, dont la fabrication, dès lors, ne sera plus l'accessoire obligé de l'aciérie, mais pourra se faire en n'importe quel lieu, dans une usine spécialement outillée à cet,', effet.
REVENDICATIONS
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I) Procédé de fabrioatien des produits basiques pour re- vêtement de fours métallurgiques caractérisé en ce que la dolomie ou le calcaire calcines et frittés, broyés en grains, sont chauffés à la température convenable, additionnés, chaude de goudron, malaxés sans broyage et façonnés en briques ou pièces de fond de petit appareil, pour revêtement de oonvertisseur.