<Desc/Clms Page number 1>
Procédé pour la fabrication d'un acier largement déformable à froid.
@
Dans les procédés connus de fabrication d'acier fondu., le carbone est, à la température nécessaire pour la coulée de l'a- cier, enlevé de la fonte ou d'un mélange de fonte et de mitraille à haute teneur en carbone, se trouvant à l'état liquide, par l'introduction d'oxygène ou de corps contenant de l'oxygène de façon à obtenir le pourcentage voulu et ce, en même temps que la température du bain s'élève.
Lors de l'opération effectuée dans le convertisseur, l'intro- duction d'oxygène se fait par le soufflage d'air ; l'augmentation de température provient de la combustion d'éléments de silice et de phosphore contenus dans la fonte.
Lors de l'opération effectuée dans le four Siemens-Martin, le carbone est enlevé par l'oxygène contenu dans la flamme ou par des corps contenant de l'oxygène ajoutés ; l'augmentation de tem-
<Desc/Clms Page number 2>
pérature nécessaire est obtenue grâce à la chaleur dégagée par la flamme.
Les opérations effectuées dans le convertisseur sont, en général, très économiques par suite du peu de temps nécessaire pour l'affinage et grâce au fait qu'un four spécialement chauffé n'est pas nécessaire. Les aciers obtenus par ce procédé présen- tent cependant des propriétés qui, pour certaines applications, sont inférieures à celles des aciers produits dans un four Siemens-Martin. En particulier, les aciers obtenus dans le con- vertisseur, lorsqu'ils sont déformés à froid, deviennent rapide- ment cassants, de sorte qu'il n'est plus possible de continuer à les déformer à froid ; ils réagissent différemment dans les trai- tements à chaud, par exemple lorsqu'ils sont chauffés à une tem- pérature de standardisation et présentent une très forte tendance au vieillissement.
Des recherches approfondies ont montré que ces propriétés ne provenaient pas, comme on l'avait admis jusqu'à présent, d'une très grande teneur en oxygène ou également en phosphore mais plutôt du fait que la teneur en azote des aciers soufflés était très élevée. Jusqu'à présent, aucun moyen cependant n'était connu, grâce auquel il était possible, d'une manière simple et pouvant être utilisée en pratique, d'enlever d'un acier de l'azo- te, une fois celui-ci introduit.
Des propositions ont déjà été faites, qui tendaient à utili- ser, pour le soufflage dans le convertisseur, non pas de l'air mais des gaz contenant de l'oxygène et exempts d'azote. Cependant, des gaz de ce genre sont difficiles à fabriquer et augmentent fortement le prix de revient.
Suivant l'invention, l'introduction d'une trop grande quan- tité d'azote, lors du soufflage de la fonte dans le convertisseur au moyen de l'air, est déjà évitée par le fait que cet air n'est soufflé que pendant la première partie de l'opération, jusqu'au moment où se produit la concentration d'azote proprement dite, tandis que la combustion de la plus grande partie de phosphore est
<Desc/Clms Page number 3>
réalisée d'une autre manière connue en elle-même, par exemple en mélangeant intimement le contenu du convertisseur et des élé- ments liquides ou gazeux contenant de l'oxygène mais à faible teneur en azote. Dans le procédé Thomas par exemple, le carbone brûle d'abord sans que, pendant ce temps, la teneur en azote s'élève à plus de 0,008 % environ.
Après environ 10 à 14 minutes, la combustion du phosphore commence à augmenter et seulement à ce moment, la concentration en azote augmente jusqu'à un degré tel que l'acier terminé, suivant la température et la durée du soufflage, contient 0,014 à 0,022 % d'azote.
Suivant la présente invention, l'opération de soufflage est interrompue par exemple au moment où la combustion du phos- phore commence à augmenter et le contenu du convertisseur est mé- langé intimement, d'une manière connue en elle-même, à un laitier basique, exempt de phosphore et très liquide. Lorsque l'opération de soufflage est terminée, le contenu du convertisseur renferme par exemple encore 1,3 à 2 % de phosphore, la teneur en carbone est très faible et celle en azote est inférieure à 0,008 %. Par suite du mélange du contenu du convertisseur à un laitier absor- bant le phosphore, qui est préalablement fondu dans un four spé- cial et porté à une température élevée, la teneur en phosphore peut être réduite jusqu'à ce qu'il n'en reste plus que des tra- ces.
En même temps, grâce à la combustion du phosphore, la tem- pérature du mélange d'acier et de laitier augmente et de par là même, également la température de l'acier, de la même manière que par la combustion, dans le convertisseur, du phosphore au moyen de l'air soufflé. L'acier terminé se sépare rapidement du laitier et peut être coulé de la manière habituelle. Le laitier même peut être utilisé pour la fabrication d'engrais.
Il a déjà été proposé de diminuer davantage la teneur en phosphore dans le procédé Thomas, par le fait qu'un laitier basi- que absorbant le phosphore est introduit, puis après est rapide- ment soufflé, dans le bain complètement soufflé de la manière ha-
<Desc/Clms Page number 4>
bituelle. L'acier obtenu de cette manière présente, il est vrai, une très faible teneur en phosphore mais n'est cependant pas apte à servir pour la fabrication de pièces où il s'agit d'une grande déformation à froid, car il contient pratiquement une aussi grande quantité d'azote que l'acier Thomas ordinaire. Il n'est pas possible de diminuer ultérieurement la quantité d'azote en traitant l'acier par un laitier.
Il n'est également pas possi- ble de traiter tout d'abord la fonte au moyen d'un laitier absor- bant le phosphore en vue d'éliminer celui-ci, car de cette maniè- re, la teneur en carbone de la fonte ne peut pas être diminuée, les produits se dégageant lors de la combustion du carbone étant à l'état gazeux et rendant le laitier écumeux.
L'invention,qui divise le procédé complet en deux parties, à savoir en un affinage et une déphosphoration et qui place la limite entre ces deux opérations au moment où la combustion du phosphore et l'introduction d'azote augmentent dans une très for- te mesure, rend seule possible la fabrication d'un acier dont la teneur en azote et en phosphore est également faible ; cet acier présente les mêmes propriétés d'étirage qu'un acier, d'analyse analogue, produit au four Siemens-Martin, mais sa fabrication est plus économique.
Le procédé peut également être appliqué là où, par suite de la faible teneur en phosphore du minerai, il n'est pas possi- ble de produire une fonte contenant suffisamment de phosphore pour être travaillée suivant le procédé Thomas ordinaire. Dans ce cas, le laitier de déphosphoration, séparé de l'acier terminé, n'est pas employé en vue de servir d'engrais mais, en étant amené dans le haut-fourneau, est réintroduit dans le cycle. Il se forme alors le cycle calorifique suivant : grâce à une dépense de cha- leur, le coke du haut-fourneau réduit, du laitier le contenant, le phosphore dans la fonte.
Ce phosphore fournit alors, lors de la déphosphoration, la quantité de chaleur nécessaire pour obte- nir la température de coulée de l'acier et se transforme alors
<Desc/Clms Page number 5>
en acide phosphorique contenu dans le laitier qui, lui, retourne dans le haut-fourneau. La quantité et la composition du laitier de déphosphoration utilisé peuvent être réglées dans de très larges limites chaque fois suivant la teneur en phosphore de la fonte.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour la fabrication d'un acier largement défor- mable à froid par le soufflage dans le convertisseur, caracté- risé en ce que, dans le convertisseur la fonte est d'abord souf- flée au moyen de l'air jusqu'à ce que le carbone soit ramené au pourcentage voulu, tandis que la plus grande partie du phosphore est brûlé après avoir été mélangée intimement à des éléments liquides ou gazeux contenant de l' oxygène, mais pauvres en azote.