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Firme Röchling'sche Eisen- und Stahlwerke G.m.b.H.
Procédé -Pour la préparation d'un acier à faible teneur en phosphore et en soufre.
La présente invention est relative à la préparation d'un acier à faible teneur en phosphore et en soufre dans un convertisseur ou dans un four SIEMENS-MARTIN basiques.
Différentes méthodes ont été déjà proposées pour améliorer l'acier THOMAS ou l'acier SIEMENS-MARTIN. On a proposé par exemple un raffinage supplémentaire de l'acier THOMAS ou de l'acier SIEMENS-MARTIN dans un four électrique. On a essayé également de traiter subséquemment l'acier avec une deuxième scorie, et cela aussi bien dans le convertisseur THOMAS ou le four SIEMENS-MARTIN même qu'après le déversement. Toutefois, ces propositions n'ont pas pu acquérir jusqu'à présent une importance pratique, car ces procédés augmentent par trop les frais de préparation ou se heurtent à des difficultés techniques.
Ce qui est gênant notamment dans le procédé THOMAS, c'est qu'il n'admet pas d'être complété par des dispositions provoquant un
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abaissement de température, donc par un ralentissement du processus d'affinage ou par un traitement à l'aide de produits refroidissants. On a proposé de soumettre l'acier THOMAS ou l'acier SIEMENS-MARTIN fini à un traitement subséquent avec une scorie fluide. Toutefois, comme la fusion des scories très basiques exige des températures très élevées, ce procédé entraîne donc une grande consommation de chaleur pendant la fusion, l'utilisation d'un chauffage électrique onéreux, de fours coûteux et provoque une forte usure du four.
On peut, il est vrai, élever la fusibilité des scories de ce genre par addition de fluorine (spath) ou d'autres fluorures, mais on sait que cette addition provoque un fort abaissement de la solubilité de la scorie dans l'acide citrique, de sorte que ce procédé est inemployable dans les pays pauvres en phosphates naturels et en autres sources de phosphore.
Conformément à la présente invention, l'action déphosphorante de la scorie THOMAS ou SIEMENS-MARTIN est augmentée par le fait que l'on forme une scorie calcaire à teneur alcaline que l'on ajoute dans le convertisseur THOMAS ou dans le four IEMENS-MARTIN au lieu de la chaux ou mélangée avec la chaux. On peut également introduire séparément dans le convertisseur ou dans le four les produits alcalins et la chaux et on utilise alors avantageusement la soude, de préférence non pas la soude légère du commerce, car la perte en poussière serait trop grande et de plus la poussière de soude gênerait la disposition des grilles dans les chambres. On introduit plutôt dans le four la soude en forme de briques ou de blocs fondus.
Pour éviter le refroidissement du bain et pour accélérer la dissolution des produits scorifiants ajoutés, les mélanges de chaux et des corps alcalins, ou les corps alcalins seuls, par exemple la soude, sont ajoutés à l'état réchauffé ou liquide. Afin d'éviter l'évaporation des corps alcalins pendant la période d'affinage préalable ou la période de fusion, on ajoute de préférence les corps alcalins pendant la période de déphosphoration. Dans ce cas, il est
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recommandé d'utiliser la soude liquide, afin que les corps alcalins ne s'évaporent pas aux températures élevées, avant de s'être combinés avec l'acide phosphorique.
Pour augmenter l'effet d'affinage, on peut ajouter aux corps alcalins des produits d'affinage solides ou bien on peut utiliser la ferrite sodée fondue qui peut être obtenue en faisant fondre ensemble la soude et des oxydes de fer. Une masse fondue de ce genre ne contient pas d'acide carbonique, de sorte que l'on évite le refroidissement du bain par expulsion de l'acide carbonique.
Lorsque l'on opère par changement de scorie, il est souvent suffisant de n'ajouter la soude qu'à la deuxième scorie.
Si l'on veut produire un acier THOMAS particulièrement pur, on évacue la scorie THOMAS et on sursouffle l'acier fini d'une manière connue avec une deuxième scorie en ajoutant conformément à l'invention des corps alcalins. L'addition de corps alcalins accélère la fusion de la chaux qui est particulièrement utilisée pendant la courte durée de sursoufflage avec la deuxième scorie. Le traitement de l'acier par des scories contenant des corps alcalins dans le convertisseur THOMAS ou dans le four SIEMENS-MARTIN peut être également combiné avec la purification subséquente en dehors du convertisseur ou du four SIEMENSMARTIN, par exemple dans un four électrique.
L'addition de corps alcalins augmente la fluidité de la scorie ainsi que sa puissance de réaction, ce qui accélère le processus d'affinage. L'augmentation de la basicité de la scorie par addition de corps alcalins permet d'obtenir un acier à faible teneur en phosphore et en soufre et diminue en même temps la durée de la charge. Le procédé est sensiblement moins cher que celui de la déphosphoration par la strontianite et analogues. Il permet également d'éviter totalement ou partiellement l'addition de fluorine dont les inconvénients sont connus. Contrairement à la fluorine, l'addition de soude augmente la solubilité dans l'acide citrique de l'acide phosphorique dans la scorie, et cette augmentation est par
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exemple déjà rendue sensible par une addition de 10 kilo. de soude à 4700 kilo. de scorie.
Le nouveau procédé rend possible entre autres la préparation d'un acier THOMAS à faible teneur en phosphore sans que le déchet soit supérieur à celui du procédé THOMAS habituel.
Lorsque l'on opère par changement de scorie, on peut réutiliser de la manière connue la deuxième scorie dans la charge suivante, de sorte qu'il ne se produit dans ce mode d'opération aucune perte supplémentaire de fer et de phosphore.
Exemple de réalisation:
22. 000 kilo. d'acier THOMAS à 1,9 % de phosphore et 0,6 % de manganèse ont été soufflés de la manière habituelle. Avant la fin de la période de sursoufflage, on a ajouté 60 kilo. de soude. L'acier fini contenait 0,022 de phosphore, mais n'était pas trop soufflé. Il a été obtenu 20.000 kilo. d'acier, ce qui correspond à un rendement de 90,7 %.
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Firm Röchling'sche Eisen- und Stahlwerke G.m.b.H.
Process -For the preparation of steel with low phosphorus and sulfur content.
The present invention relates to the preparation of a steel with a low phosphorus and sulfur content in a basic converter or in a SIEMENS-MARTIN furnace.
Different methods have already been proposed to improve THOMAS steel or SIEMENS-MARTIN steel. For example, additional refining of THOMAS steel or SIEMENS-MARTIN steel has been proposed in an electric furnace. An attempt was also made to subsequently treat the steel with a second slag, and this both in the THOMAS converter or the SIEMENS-MARTIN furnace itself and after the spill. However, these proposals have so far not been able to acquire practical importance, as these methods excessively increase the preparation costs or encounter technical difficulties.
What is troublesome in particular in the THOMAS process is that it does not admit of being supplemented by provisions causing a
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lowering of temperature, therefore by slowing down the ripening process or by treatment with cooling products. It has been proposed to subject the THOMAS steel or the finished SIEMENS-MARTIN steel to a subsequent treatment with a fluid slag. However, since the melting of very basic slag requires very high temperatures, this process therefore results in a large consumption of heat during the melting, the use of expensive electric heating, expensive furnaces and causes heavy wear of the furnace.
It is true that the fusibility of slag of this kind can be increased by adding fluorite (spar) or other fluorides, but it is known that this addition causes a strong reduction in the solubility of the slag in citric acid, so that this process is unusable in countries poor in natural phosphates and other sources of phosphorus.
In accordance with the present invention, the dephosphoric action of the THOMAS or SIEMENS-MARTIN slag is increased by the fact that a calcareous slag with an alkaline content is formed which is added in the THOMAS converter or in the IEMENS-MARTIN furnace. instead of lime or mixed with lime. It is also possible to introduce separately into the converter or into the furnace the alkaline products and lime and then advantageously used soda, preferably not light commercial soda, because the loss of dust would be too great and moreover the dust of soda would interfere with the arrangement of the grids in the rooms. Instead, soda in the form of molten bricks or blocks is introduced into the furnace.
In order to prevent the cooling of the bath and to accelerate the dissolution of the added slagging products, mixtures of lime and alkali substances, or the alkali substances alone, for example soda, are added in the heated or liquid state. In order to avoid evaporation of the alkalis during the pre-refining period or the melting period, the alkali substances are preferably added during the dephosphorization period. In this case it is
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recommended to use liquid soda, so that alkalis do not evaporate at high temperatures, before combining with phosphoric acid.
To increase the refining effect, solid refining products can be added to the alkali or molten soda ferrite can be used which can be obtained by melting soda and iron oxides together. Such a melt does not contain carbonic acid, so that cooling of the bath by expelling carbonic acid is avoided.
When operating by changing the slag, it is often sufficient to add the soda only to the second slag.
If it is desired to produce a particularly pure THOMAS steel, the THOMAS slag is evacuated and the finished steel is supercharged in a known manner with a second slag by adding alkali substances according to the invention. The addition of alkalis accelerates the melting of the lime which is particularly used during the short period of blowing with the second slag. The treatment of the steel with slag containing alkali bodies in the THOMAS converter or in the SIEMENS-MARTIN furnace can also be combined with the subsequent purification outside the converter or the SIEMENSMARTIN furnace, for example in an electric furnace.
The addition of alkalis increases the fluidity of the slag as well as its reaction power, which speeds up the refining process. Increasing the basicity of the slag by adding alkali substances makes it possible to obtain a steel with a low phosphorus and sulfur content and at the same time decreases the duration of the charge. The process is significantly less expensive than that of dephosphorization with strontianite and the like. It also makes it possible to totally or partially avoid the addition of fluorite, the drawbacks of which are known. Unlike fluorite, the addition of soda increases the solubility in citric acid of phosphoric acid in the slag, and this increase is by
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example already made sensitive by an addition of 10 kilo. of soda to 4700 kilo. slag.
The new process makes it possible, among other things, to prepare a THOMAS steel with a low phosphorus content without the waste being higher than that of the usual THOMAS process.
When operating by changing the slag, the second slag can be reused in the known manner in the next charge, so that in this mode of operation no additional loss of iron and phosphorus occurs.
Example of realization:
22. 000 kilo. THOMAS steel with 1.9% phosphorus and 0.6% manganese was blown in the usual manner. Before the end of the blowing period, 60 kilograms were added. of soda. The finished steel contained 0.022 phosphorus, but was not overblown. It was obtained 20,000 kilograms. of steel, which corresponds to a yield of 90.7%.