<Desc/Clms Page number 1>
procédé pour la fabrication d'acier en partant de la fonte.
Pour transformer la fonte en acier, il est possible, comme on le sait, d'utiliser le procédé. d'affinage par soufflage, celui d'affinage au four ou une combinaison de ces deux procédés. Le procédé le plus simple, le plus économique, dont le rendement est le meilleur, qui a pour but de transformer la fonte en acier, est le procédé d'affinage par soufflage. Dans celui-ci, on tra- vaille, suivant la composition de la fonte, soit avec un revête- ment acide (procédé Bessemer), soit avec un revêtement basique (procédé Thomas). Dans le procédé acide, qui aujourd'hui est encore largement employé aux Etats-Unis, le silicium est le prin- cipal élément thermogène. La fonte comporte environ 1 à 2 % de silicium et environ 0,5 % de manganèse.
La teneur en phosphore doit être faible (sensiblement en dessous de 0,1), car sur le revêtement acide, il n'est procédé à aucune déphosphoration. La teneur en manganèse doit également être faible car le manganèse
<Desc/Clms Page number 2>
attaque fortement le revêtement acide et, en outre, est perdu par suite de son passage dans le laitier acide. Occasionnellement, on a auparavant traité, sur un revêtement acide, des fontes à teneur élevée en manganèse. Se basant sur ce qui vient d'être mentionné, cela ne doit être considéré que comme pis-aller. Dans la situation actuelle des matières premières, ce serait une pro- fonde erreur que de souffler sur un revêtement acide de la fonte à haute teneur en manganèse.
Le procédé par soufflage sur un revêtement acide ne peut que fournir une faible partie de la production d'acier, car 9/10 de l'ensemble du minerai de fer extrait est phosphoreux. Ainsi il ne reste plus en général, lors du traitement sur revêtement acide, qu'à utiliser le détour suivant : souffler préalablement dans le convertisseur et affiner (déphosphorer) au four Siemens- Martin. L'affinage par soufflage sur un revêtement basique permet aussi de souffler directement l'acier lorsque celui-ci provient de minerais riches en phosphore. Le phosphore est, dans le procé- dé basique, le fournisseur principal de la quantité, de chaleur exigée pour la fabrication de l'acier. En considérant la mise. en valeur du laitier comme engrais, la teneur en phosphore doit être au moins de 1,8 %.
La fonte employée actuellement pour l'affinage basique par soufflage présente environ la composition suivante : P : 1,8 - 2 %, Mn 0,6 - 1,2 %, Si 0,2 - 0,5 %. La fonte Thomas à haute teneur en Si est aujourd'hui soufflée sépa- rément à titre d'essai. En vue d'épargner le manganèse, on est descendu en Allemagne, dans ces derniers temps, à une teneur en manganèse de 0,6 à 0,8 % alors qu'auparavant, celle-ci était de 1,0 à 1,2 %. La quantité de manganèse introduite dans le lit de fusion de la fonte Thomas et nécessaire pour la production d'acier Thomas est à peu près complètement perdue.
A cause de cela, il n'a jamais été soufflé dans un convertisseur Thomas du fer à très haute teneur en manganèse, à l'exception des exploitations où le minerai contient de par lui-même une très grande quantité, de manganèse qu'il amène dans la fonte Thomas, par exemple dans
<Desc/Clms Page number 3>
l'aciérie Thomas Peine. Cette très grande quantité de manganèse représente cependant pour le procédé Thomas, un désavantage sup- plémentaire consistant en pertes de fer et de manganèse, car lorsque la teneur en manganèse augmente, la scorification du fer entre en jeu et de la sorte la perte au feu augmente.
La situation actuelle des matières premières oblige main- tenant à traiter dans les fours Siemens-Martin des charges d'acier extraordinairement élevées, ce qui conduit à de grandes difficul- tés dans le fonctionnement, car, lors du procédé d'affinage au four, la très grande teneur en manganèse de la charge trouble énormément la suite des réactions. La nécessité se présente sou- vent de traiter 80 à 100 % de fonte aciéreuse à très haute teneur en mànganèse et à teneur normale ou élevée en silicium, lors d'une disposition analogue des proportions de matière première.
Les gens de métier connaissent les très grandes difficultés de nature métallurgique ainsi que les frais anormalement élevés inhérents à cette méthode de travail. Il a déjà été essayé, à l'aide de mélangeurs d'affinage disposés avant le four, d'élimi- ner une petite partie de carbone et la plus grande partie du manganèse et du silicium et de terminer le traitement de la masse fondue dans un second four Siemens-Martin. Lorsque la teneur en manganèse est nettement supérieure à 1,8 %, il se présente égale- ment dans l'affineur préalable, des difficultés considérables combinées à des frais élevés.
En outre, le traitement avec des mélangeurs d'affinage préalable est nettement plus cher par rap- port au procédé, basique usuel Siemens-Martin et la perte au feu est beaucoup plus grande car l'affineur préalable transforme 20 % et plus de fer en laitier.
Jusqu'à présent, il n'apparaît pas comme réalisable de souffler, de façon à obtenir de l'acier, dans un convertisseur basique, une,fonte aciéreuse à très forte teneur en manganèse renfermant 1,5 à.5 % de manganèse, 0,5 à 2 % de si, 0,1 jusqu'à environ 0,4 % de P et 0,07 % de S ou une fonte Bessemer analogie
<Desc/Clms Page number 4>
dont la teneur en phosphore est de 0,1 % et plus. La présente invention rompt avec ce préjugé et propose de transformer en acier une fonte de ce genre également dans un convertisseur basi- que. En outre, il est particulièrement avantageux, grâce à l'ob- servation de mesures déterminées, de garantir une opération de soufflage non troublée et d'obtenir l'analyse finale avec la plus grande exactitude possible.
Lors de la réalisation de la, présente invention, il s'est montré comme particulièrement avan- tageux de laisser se terminer aussi régulièrement que possible la combustion des éléments accompagnant le fer, avant tout du manganèse et du carbone, pour obtenir avec la plus grande exacti- tude le produit d'acier final désiré aussi bien quant à la tempé- rature qu'à l'analyse ainsi qu'à la perte au feu.
Un exemple pour cette méthode de travail est représenté dans la figure. Dans la masse fondue y dessinée, il a été réali- sé un réglage tel que le carbone et le manganèse brûlent réguliè- rement et après la combustion du carbone commence, d'une manière satisfaisante, la déphosphoration.
Suivant l'invention, cette suite de réactions est obtenue par le fait que, correspondant aux quantités de si, Mn et P de la fonte, il a été ajouté un agent de refroidissement (riblons, minerai ou chaux), qui est déterminé par des essais simples à exécuter. Le moment où se fait cette addition se règle suivant la manière dont se comporte la masse fondue pendant le soufflage.
Pour une même composition, par suite de la température différente de la fonte à l'état où elle est fournie et de ses autres proprié- tés, le cours des réactions pendant le soufflage se trouve modifié très souvent dans de larges limites comme cela est également connu dans le procédé Thomas. Il est maintenant nécessaire, par l'obser- vation de l'opération de soufflage, d'ajouter le réfrigérant au moment opportun. La connaissance de cet instant précis est déter- minée en se basant sur les phénomènes de projection et de flammes à l'embouchure également connus dans l'opération Thomas.
A titre
<Desc/Clms Page number 5>
d'exemple, lors d'une fonte aciéreuse de 2,5 % de Mn, 0,55 % de Si et 0,15 % de p, il a été constaté qu'il fallait ajouter au début du soufflage 3 % du poids de la fusion en chaux, entre la 3e et la 6e- minute de soufflage, 2 % de riblons réfrigérants et entre la 6e et la 10e minute de soufflage, encore 1 1/2 % de riblons réfrigérants.
Par cette méthode de travail, il est possible de réduire à peu près complètement la quantité de silicium, d'abaisser la teneur en carbone jusqu'à environ 0,02 %, celle en phosphore à environ 0,05 % et la teneur en manganèse jusqu'à 0,3 à 0,4 % et d'obtenir en même temps une température exigée pour la coulée de l'acier. L'avantage de ce genre de traitement consiste en ce qu'il est obtenu un laitier qui est approprié à la production de fonte spiegel, contenant par exemple au maximum 10 % de Fe, 18 à 20 % de Mn, environ 20 % de SiO2 et environ 30 % de CaO lors d'une production, rapportée à là charge métallique, de 90 %.
Le nouveau procédé. permet d'obtenir une petite quantité de laitier à très haute teneur en manganèse et ce en introduisant le moins de chaux possible en plus de la quantité nécessaire pour la combinaison du silicium et du phosphore. En outre, il est possible, de cette façon, d'arriver à ce que la teneur en manga- nèse dans le produit final reste suffisante que pour qu'aucun corps contenant du manganèse ne doive être utilisé pour la déso- xydation, tout au plus, pour l'augmentation du carbone, une fonte aciéreuse exempte de phosphore peut être utilisée. Cela signifie, par rapport à l'affinage par soufflage usuel, une économie impor- tante de manganèse.
Naturellement, il peut être soufflé, de cette façon, un métal préparatoire qui est affiné de la manière connue dans le four Siemens-Martin. Egalement, lors de la fabrication de ce métal préparatoire, les connaissances, rapportées ci-dessus, se trouvent justifiées. On est à même, par la méthode de travail analogue à celle décrite ci-dessus pour l'acier, d'amener la
<Desc/Clms Page number 6>
teneur en carbone du métal préparatoire dans les limites de 0,50 à 1 % et plus, de réduire en même temps la teneur en manganèse à environ 0,80 à 1,5 % et de supprimer à peu près complètement le silicium ; cela chaque fois suivant la composition du produit final désiré obtenu dans le four de finissage. La teneur en phos- phore est, de toute façon, entièrement conservée dans le métal préparatoire.
Lors du traitement suivant l'invention, il est également possible d'obtenir un laitier qui peut être traité comme ferro- manganèse et ce, par le fait que le laitier est enlevé après que la décarburation est pratiquement terminée et avant que commence la combustion du phosphore. Dans ce cas, il est de toute façon préférable, après que la combustion du silicium est pratiquement terminée et avant que commence la décarburation, de retirer le laitier riche en acide silicique, afin d'empêcher une plus grande dilution du laitier riche en manganèse, devant être retiré après la décarburation.
L'avantage important du soufflage de la fonte aciéreuse dans le convertisseur basique d'affinage par soufflage consiste ainsi dans l'économie en manganèse qui n'est dépassée dans aucun autre procédé, et dans la diminution de la perte au feu. Le chan- gement nécessaire sur des minerais allemands engendre accidentel- lement des conditions de production où apparaissent des sortes de fonte normalement riche en phosphore à côté de fontes à faible teneur en phosphore, riches en manganèse. Le procédé basique d'affinage par soufflage permet alternativement un changement immédiat de l'opération normale de fonte Thomas au soufflage de fonte aciéreuse riche en manganèse.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.