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Description


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    MEMOIRE   DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'IMPORTATION procédé perfectionné de fabrication d'acier. 



   La présente invention se rapporte à la fabrication d'acier et plus particulièrement d'acier à teneur en carbone moyenne et élevée. De tels aciers sont présentement fabriqués suivant le procédé à foyer vertical ouvert ou suivant le procédé Duplex. 



  L'invention est cependant limitée à des perfectionnements apportés au procédé Duplex de fabrication d'aciers à teneurs en carbone moyenne et élevée, procédé actuellement mis en oeuvre comme suit. 



   Du fer fondu contenant des quantités notables de phosphore, de silicium, de carbone et de manganèse est soufflé dans un con-   vertisseur   Bessemer acide jusqu'à ce que tout le carbone, le silicium et le manganèse soient pratiquement éliminés. Le métal ainsi obtenu et usuellement désigné par Il métal soufflé " renferme encore un pourcentage élevé de phosphore, variant approximativement de 0,2 à 0,4 %, ce phosphore n'étant pas éliminé en grande 

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 quantité par le soufflage. Le métal soufflé est par conséquent chargé dans un four basculant à sole ouverte basique où il est traité de manière à enlever le phosphore et l'acier est alors amené à la composition voulue par addition de carbone, silicium, manganèse,etc. 



   Le carbone est introduit dans la bain de fusion sous forme de métal soufflé renfermant environ 1,75 à   3,5 %   de carbone, suivant la teneur en carbone à prévoir dans l'acier fini. Ce métal soufflé renfermant le carbone, et ajouté au bain d'acier doux (pauvre en carbone) dans le four basculant à sole ouverte, produit une violente réaction qui a pour résultat la carburation de l'acier et le carbone et le phosphore sont donc ramenés à la quantité désirée ; l'acier est alors brassé au ringard après l'ajoute de ferro-manganèse, ferro-chrome ou autres alliages ou éléments que l'on désire y incorporer. 



   Le procédé décrit ci-dessus présente un sérieux désavantage du fait qu'il faut beaucoup de temps, environ 4 à 5 heures, pour éliminer du bain d'acier l'excès de phosphore et de carbone, afin d'arriver à la composition finale requise de l'acier. 



   Le but principal de l'invention est de réduire considérablement le temps requis dans la fabrication de l'acier suivant le procédé Duplex. 



   Conformément à l'invention, le métal soufflé est déphosphoré avant qu'il soit incorporé au bain d'acier. 



   Suivant l'invention, le procédé perfectionné du type Duplex pour la fabrication d'aciers à teneurs en carbone moyenne et élevée, est donc caractérisé en ce que du métal soufflé à forte teneur en carbone et du métal soufflé pauvre en carbone sont filtrés respectivement au travers de laitiers déphosphorants basiques, et alors le métal déphosphoré contenant du carbone est chargé dans un four   Siemens-Martin   basculant contenant une charge de métal soufflé déphosphoré pauvre en carbone. Par métal soufflé pauvre en carbone, on entend ici un métal soufflé dont la teneur en carbone est moin- 

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 dre que celle que renfermera le produit final, tandis que par métal soufflé contenant du carbone, on entend un métal soufflé dont la teneur en carbone est plus grande que celle du métal final. 



   Le procédé Duplex perfectionné conformément à l'invention, pour la fabrication d'acier à teneurs moyenne et élevée en carbone, est donc réalisé   comme   suit :
1. Du métal fondu est d'abord soufflé dans un convertisseur Bessemer acide jusqu'à ce qu'il ait une teneur en carbone, manganèse et silicium moindre que celle requise pour le métal final. 



   2. Le métal soufflé, en quantité requise, est alors filtré au traversun laitier liquide déphosphorant basique et
3. Il est alors chargé dans un four Siemens-Martin basculant à sole ouverte basique. 



   La quantité requise de métal contenant du carbone est préparée comme suit :
1. On souffle le métal en fusion jusqu'à ce que pratiquement tout le silicium et le manganèse soient éliminés pendant le soufflage, et qu'anviron 1,75 à   3,5 %.de   carbone y restent. 



   2. On filtre alors le métal soufflé au travers d'un laitier liquide déphosphorant basique de manière à obtenir un'métal déphosphoré contenant environ 1,25 à   3 % de   carbone. 



   Nota : environ 0,5 % de carbone est perdu pendant la réaction de déphosphoration. 



   Le métal déphosphoré contenant du carbone est alors chargé dans un four basculant à sole ouverte, renfermant du métal soufflé déphosphoré pauvre en carbone,   c'est-à-dire   un acier doux. 



   Une violente réaction est produite dans ce four, qui a pour conséquence l'enlèvement de nouvelles quantités de phosphore du métal, et le bain devient carburé. Le carbone est alors ramena au pourcentage requis, et la masse est brassée au ringard après avoir fait les ajoutes nécessaires de   ferre-manganèse,   ferro-chrome ou autres éléments d'alliage. Par ce procédé une coulée pour rails 

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 pourrait, par exemple, être effectuée en deux heures et demi maximum, alors qu'il faudrait environ 5 heures pour une telle coulée par le procédé Duplex normal. 



   EXEMPLE.- 75 tonnes   lOcwts.   d'acier Bessemer acide soufflé, et de composition suivante . 
 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> 



  Carbone <SEP> ...... <SEP> 0,10
<tb> Manganèse <SEP> ...... <SEP> 0,07
<tb> Soufre <SEP> ...... <SEP> 0.042
<tb> Phosphore <SEP> ...... <SEP> 0,260
<tb> Silicium <SEP> ... <SEP> ... <SEP> 0,012
<tb> 
 ont été déphosphorées par filtrage au travers d'un laitier liquide basique déphosphorant, après quoi l'analyse du métal déphosphoré soufflé a donné : 
 EMI4.2 
 
<tb> 
<tb> Carbone <SEP> ...... <SEP> 0,03
<tb> Manganèse <SEP> 0,04
<tb> Soufre <SEP> ...... <SEP> 0,042
<tb> Phosphore <SEP> ...... <SEP> 0,019
<tb> Silicium <SEP> ...... <SEP> Absence.
<tb> 
 Ce métal déphosphoré contenant un faible pourcentage de carbone a été chargé dans un four basculant à sole basique ouverte, de 10 heures 35 à 11 heures 5 p.m. 
 EMI4.3 
 



  Ensuite 38 tonnes l3csrts, d'acier Bessemer acide souffle ren- fermant du carbone, de composition suivante : 
 EMI4.4 
 
<tb> 
<tb> Carbone <SEP> 3,25
<tb> Manganèse <SEP> ...... <SEP> 0,20
<tb> Soufre <SEP> ...... <SEP> 0,025
<tb> Phosphore <SEP> ...... <SEP> 0,295
<tb> Silicium <SEP> ...... <SEP> 0,035
<tb> 
 ont été déphosphorées par filtration au travers d'un   laitier   liquid basique déphosphorant ;   1'analyse   du métal dephosphoré soufflé indiquait :

   
 EMI4.5 
 
<tb> 
<tb> Carbone <SEP> ...... <SEP> 2,64
<tb> 
 
 EMI4.6 
 ihang anè se...... 0,08 
 EMI4.7 
 
<tb> 
<tb> Soufre <SEP> ...... <SEP> 0,025
<tb> Phosphore <SEP> ...... <SEP> 0,035
<tb> Silicium <SEP> ...... <SEP> 0,006
<tb> 
 

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Le métal déphosphoré à grande teneur en carbone a été chargé dans un four basculant à sole basique ouverte, à 11 heures 20 p.m. sur le métal déphosphoré pauvre en carbone, de manière à   recarbu-   rer ce dernier. 



   L'analyse du bain du mélange pendant le travail de la charge dans un four basculant à sole ouverte basique a été : 
 EMI5.1 
 
<tb> 
<tb> Temps <SEP> C <SEP> Mn <SEP> S <SEP> P
<tb> 11,30 <SEP> p.m. <SEP> 0,52 <SEP> 0,07 <SEP> 0,036 <SEP> 0,035
<tb> 
 
 EMI5.2 
 11,40 p.rn. 0,46 0,08 0,020 
 EMI5.3 
 
<tb> 
<tb> Il,46 <SEP> p.m. <SEP> 0,38/39
<tb> 
 
Coulée brassée au ringard à minuit. 



  Durée de la conduite du procédé depuis commencement de la charge, à   10,35   p.m. jusqu'au brassage au ringard à minuit : une heure 25 minutes. 



   Les additions finales suivantes furent faites pour obtenir la composition désirée pour acier à rails : 
Ferro-manganèse (73,5 % de manganèse) résistance 1,450 livre anglaise au four à 11 heures 45 p.m. 



   Ferro-manganèse   (73,6     %   de manganèse) résistance ) en   2,912 livres anglaises ) ) poche     Ferro-siliciurn   (   75 %   de manganèse) résistance de      0,360 livre anglaise ) coulée 
Coke (75   %   de carbone) résistance 0,756 livre anglaise   REVENDICATIONS.   



   1. Perfectionnement au procédé Duplex de fabrication d'aciers à teneur moyenne et forte en carbone, qui consiste à déphosphorer le métal soufflé contenant du carbone et le métal soufflé pauvre en carbone avant de les incorporer au bain du four.

Claims

2. ' Perfectionnement au procédé de fabrication d'aciers à teneur moyenne et forte en carbone, suivant revendication 1, d'après lequel les métaux soufflés avec teneur en carbone et <Desc/Clms Page number 6> pauvre en carbone sont filtrés respectivement au travers de laitiers déphosphorants basiques pais sont chargés dans un four basculant à sole ouverte (four Siemens-Martin).

3. Procédé perfectionné de fabrication d'acier à teneur moyenne et élevée en carbone, suivait les revendications 1 et. 2, caractérisé comme suit : a) la fonte en fusion est d'abord soufflée dans un conver- tisseur Bessemer acide jusqu'à ce qu'elle renferme du carbone, du manganèse et du silicium dans des quantités moindres que celles requises dans le produit final ; b) le métal soufflé, en quantité requise, est alors filtré au travers d'un laitier liquide déphosphorant, basique ; c) le métal soufflé est ensuite chargé dans un four basculant à sole ouverte basique.

4. La quantité requise de métal à teneur en carbone est préparée : a) en soufflant la fonte en fusion jusqu'à ce que pratiquement tout silicium et manganèse soient éliminés pendant le soufflage et que la teneur en carbone est de 1,75 à 3,5 % ; b) en filtrant alors le métal soufflé au travers d'un laitier liquide basique déphosphorant de manière à obtenir un métal déphosphoré contenant environ 1,25 à 3 de carbone ; c) le métal contenant du carbone étant alors chargé dans le four basculant à sole ouverte (four Siemens-Martin) qui contient déjà le métal soufflé déphosphoré pauvre en carbone, i.e. acier doux .

5. Procédé perfectionné suivant revendication 3, dans lequel la charge-est traitée au ringard après y avoir ajouté les quanti- tés nécessaires de ferro-manganèse, ferro-chrome et autres éléments d'alliage.

6. Le procédé perfectionné, en substance comme décrit .

7. A titre de produit industriel : un acier à teneur moyenne et élevée en carbone, avec ou sans éléments d'alliage, fabriqué suivant les revendications précédentes.