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"Procédé pour la fabrication de l'acier Thomas à faible teneur en phosphore" "
La fabrication de l'acier au convertisseur Thomas repose essentiellement sur l'oxydation du carbone, du silicium et du Phosphore par un courant d'air sous pression et sur la combinaison avec la chaux de l'anhydride Phosphorique forme (P2O5)
Dans la fabrication courante, on obtient un acier Thomas dont la teneur en phosphore oscille en général entre 0,05 et 0.09 %. A ce t effet, on charge dans le convertisseur la quantité de chaux nécessaire pour une opération;
on verse ensuite la quantité de fonte correspondante et l'on souffle jusqu'à formation de l'acier. On obtient ainsi dans le convertisseur, un acier dont la teneur en phosphore est de 0,05 à 0,09 % et de la scorie.
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par suite des différences de densité, la scorie surnage l'acier.
On décante alors la plus grande quantité de scorie possible, par basculage du convertisseur. quant à l'acier qui est resté dans cet appareil, il reçoit les additions nécessaires à l'obtention de la qualité d'acier désirée et on coule ce bain d'acier dans une poche. on s'est efforcé, depuis un certain nombre d'années, d'abaisser encore la teneur en phosphore de l'acier Thomas au-dessous du pourcentage habituel indiqué plus haut, afin de se rapprocher de l'acier Siemenns-Martin dont la teneur en phosphore est plus faible (0,025 à 0,045 %)..
Toutefois un tel procédé n'a pu être réalisé jusqu'à présent, sans une important oxydation du métal qui, outre une perte considérable de fer, entraîne la formation d'inclusions d'oxydes de fer relativement importantes et provoque ainsi une altération de l'acier, on a déjà proposé d'ajouter dans le convertisseur la quantité de chaux nécessaire en deux fois, au lieu de procéder en une fois.
Ces additions se font sous forme de chaux en morceaux, la première représentant environ 65 à 75 % de la quantité totale de chaux et la seconde 35 à 25 %. Ces additions séparées conduisent à une économie plus grande, à une marche accélérée plus calme, plus chaude et fournissent deux sortes de scories, dont l'une (riche dn phosphore) peut étre utilisée dans l'agriculture et l'autre (ri che en fer) dans les hauts fourneaux.
Pour obtenir ces résultats, on décante la scorie de la façon habituelle à la fin de la première période, c'est-à-dire par basculage du convertisseur, puis on procède à la seconde addition de chaux, toujours en morceaux.
Ce procédé ne permet pourtant pas de diminuer la teneur en phosphore au-dessous de la limite courante.
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La présente invention résout le problème de l'obten- tion de l'acier à faible teneur en phosphore, tout,en évitant en même temps les inconvénients indiques plus haut. D'après l'invention, on peut fabriquer une qualité d'acier Thomas dont les propriétés mécaniques avantageuses n'ont pas encore été atteintes jusqu'à présent; elle permet une économie de 10 à 15 % aux l'addition habituelle de désoxydants (forro-margamène), l'acier obtenu est comparable par ses propriétés et ses possibi- lités d'emploi à l'acier Siemens Martin et a en outre une teneur en phosphore qui ne dépasse pas 0.018 à 0.025 %, comme la meil- leure qualité d'acier Siemens Martin basique. ce procédé est réalisé de la façon suivante :
l - Au début de l'opération on charge dans le conver- tisseur la première addition de chaux en morceaux, représentant totale 92 à 96 % de la quantité/de chaux nécessaire, suivant la compo- sition de la chaux utilisée.
Sur cette chaux, on verse toute la fonte à traiter et on souffle jusqu'à ce que les flammes s'échappant du conver- tisseur indiquent que la chaux est complètement scorifiée.
Ce moment est facile à reconnaître par l'opérateur qui constate ainsi que le premier stade de l'opération est terminé.
De cette; façon, on a dans le convertisseur un acier ayant une teneur en phosphore d'environ 0.150 %. Avec cette teneur le bain ne peut pas être fortement oxydé.
2 - On procéda ensuite à. l'élimination, aussi complète que possible, des phosphates scorifiés et liquides, formés pendant ce premier stade de l'opération. Cette opération, contrairement à l'usage actuel, ne se fait pas en laissant couler le laitier par basculage du convertisseur, mais en le tirant à. l'aide d'un rabot en bois, ou tout autre moyen appropriés la cornue restant horizontale. On peut ainsi éliminer presque totalement les scories formées dans le conver-
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tisseur; il doit n'en rester qu'une quantité minime (3 à 5 %), tandis qu'en procédant de la façon habituelle, c'est-à-dire par basculagé et écoulement, il en reste quatre fois plus.
3 - Apres élimination aussi complète que possible des scories tonnées durant le premier stade de l'opération, on ajoute, à l'état de poudre, le reste de la chaux nécessaire pour l'achèvement de la déphosphoration, soit environ 8 à 4 % de la quantité to tale de chaux.
Comme il reste sur le bain d'acier une très faible quantité de la première scorie, cette addition de chaux permet de diminuer la durée du sursoufflage et par suite l'oxydation du bain, à l'encontre de tout ce que l'on s'est efforcé de réaliser jusqu'à présent. On peut ainsi réduire de 10 à 15 % environ la quantité de désoxydants nécessaires dans le procédé Thomas ordinaire.
L'ensemble de ces opérations étant terminé, l'acier obtenu accuse une teneur en phosphore de moins de 0.025 % et se rapproche ainsi de l'acier Siemens Martin courant. Il convient encore de mentionner spécialement l'amélioration de l'acier ainsi produit sur les aciers Thomas de fabrication courante, par une diminution de l'oxydation.
Il faut enfin signaler l'é- conomie non négligeable de désoxydants. on a rassembla ci-après quelques exemples de coulées
EMI4.1
4'pho spllo rêe s : Coulée 5. 565 - 1ère addition de chaux en moraeaux................. 2,. 300 kgs 2ème addition de chaux en poudre ................... 150 Teneur en phosphore de la coulée : 0.022 - Coulée 3.499- 1ère addition de chaux en morceaux................. 2.330kgs 2ème addition de chaux en poudre................... 150
Teneur en phosphore de la coulée 0.021
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-coulée 5.501lère addition de chaux en morceaux................... 8.400 kgs 2ème addition de chaux en poudre..................... 200
Teneur en phosphore de la coulée :
0.018
Pour se rendre compte de la régulari té descoulées déphosphorées, '*on a procède à une analyse complète de chaque lingot des coulées déphosphorées; les résultats sont indiqués dans la tableau ci-dessous - Coulée 6.696-
EMI5.1
Analyse ds s é rouve tte s crises, ¯sur; traque lingot
EMI5.2
Ligota 0 -P uja ¯. Si -S 0.084 0.038 0.62 0,Il 0.020 2 0.053 0002,2 0.61 0,Il fiw 020 3. '0.06 o.092 z 0. .. Q, 022 4 0.057 0. tî23 0463 z.2 0.020 5 0.062 01023 0.60 0.12 0.020 Cesrésultats d'analyses démontrent clairement que
EMI5.3
le métal dephosphore possède une constitution absolument régulière.
En poursuivant oed essais sur l'homogénéité du métal déphosphor, ee la Société précitée a procède a des analyses sur lesblooms provenant deslingots de chaque coulée; les résultats ont été les suivants :
EMI5.4
- coulées.. '..l12 Analyse de la, coulée 0 = 0.06 ?= 0.016 Un = 0. 45 6 - 0.035
EMI5.5
Résistance = 9 lsgs Allongement 9fi %
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EMI6.1
Analyse des é-orouvattes 'Prises sur des blooms provenant du l3eu de chactue 1:Lnge
EMI6.2
Ligota 2 -)in - 13
EMI6.3
<tb>
<tb> 1 <SEP> 0.013 <SEP> 0.41 <SEP> 0.035
<tb> 2 <SEP> 0. <SEP> 014 <SEP> 0. <SEP> 40 <SEP> 0.040
<tb>
EMI6.4
3 0. 013 0. 40 0.035
EMI6.5
<tb>
<tb> 4 <SEP> 0. <SEP> 016 <SEP> 0.39 <SEP> 0.040
<tb> 5 <SEP> 0. <SEP> 015 <SEP> 0.41 <SEP> 0.035
<tb> 6 <SEP> 0.015 <SEP> 0.39 <SEP> 0.042
<tb> 7 <SEP> 0.018 <SEP> 0.39 <SEP> 0.044
<tb>
Oxydation :
Pour se rendre compte du degré de désoxydation de ces coulées déphosphorées la Société précitée a également procédé à des essais approfondis. Ci-dessous le résultat de ces essais :
EMI6.6
Coarparalson entre les teneurs en oxygène des coulées ordinaires et des coulée s ¯flµpho sflo rµf 6 Acier doux
EMI6.7
Coulées o rdinai re s Coulée s délohos- phorées
EMI6.8
<tb>
<tb> 1616 <SEP> 0.042 <SEP> 2690 <SEP> 0.031
<tb> 1620 <SEP> 0. <SEP> 050 <SEP> 2112 <SEP> 0.040
<tb>
Acie r demi-doux ---------------
EMI6.9
<tb>
<tb> 1617 <SEP> 0.024 <SEP> 2393 <SEP> 0.020
<tb> 1619 <SEP> 0. <SEP> 026 <SEP> 2397 <SEP> 0.018
<tb>