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PROOEDE POUR LA PREPARATION D'ALLIAGES FERREUX DE HAUTE QUALITE
L'invention a trait à la fabrication d'alliages ferreux et en particulier d'acier; elle a pour objet un procédé qui permet d'obtenir des alliages ferreux ayant des caractéristiques élevées et qui, dans son application à la fabrication de l'acier, permet d'obtenir des aciers ayant les bonnes propriétés des aciers acides et dans lesquels les autres caractéristiques sont nettement amélio- rées, en sorte que l'on réalise un ensemble de propriétés qui sont spécifiques en pa,rtie des aciers acides et en partie des aciers basiques; en particulier on obtient des propriétés transversales élevées, une grande facilité de transformation à chaud et à froid, l'absence de flocons et d'autres défauts.
Ce procédé utilise le principe suivant lequel pour agir sur l'alliage ferreux on agit sur la scorie qui recouvre le bain pendant la fusion et l'affinage.
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Il est connu que plusieurs opérations de désulfuration, désoxydation etc. sont exécutées en utilisant des scories de composition appropriée et dans ces procédés il est aussi prévu d'utiliser des scories synthétiques fondues, celles-ci ayant pour- tant toujours pour but d'assurer ou de compléter un affinage qui normalement a lieu dans le four.
Diaprés l'invention, pour la fabrication de l'alliage ferreux désiré on forme l'alliage en appliquant une des méthodes connues et lorsque le métal fondu est prêt pour la coulée, la composition de la scorie est brusquement modifiée de façon à. ajouter au métal les propriétés inhérentes au traitement d'affinage exécuté avec une scorie de la composition modifiée.
De cette façon, en partant d'un acier acide, cà.d. fabriqué sur sole acide et qui, comme il est connu, possède des particul- rités de structure et technologiques liées soit au degré de désoxydation soit aux caractéristiques physiques et chimiques de la scorie acide avec laquelle il est en contact pendant la fusion, soit aux inclusions qu'il renferme (par exemple silice émulsionnée), il est possible, en remplaçant la scorie acide par une scorie basique, de faire agir sur cet acier des quantités appropriées d'épurateurs et de carbure de calcium et d'obtenir un acier qui, en plus des propriétés des aciers acides, possédera encore d'autres propriétés favorables, par exemple les propriétés transversales élevées des aciers basiques.
En pratique comme il est difficile de changer la scorie dans le four, le remplacement en sera effectué dans des poches de coulée spéciales ou en coulant le métal dans une poche qui con- tient déjà la scorie de la nouvelle composition voulue ou dans laquelle la nouvelle scorie est introduite en même temps que le métal, ou bien encore en versant le métal dans un four qui con- tient la nouvelle scorie fondue ou dans lequel ladite scorie peut être formée ou complétée rapidement.
Les trois premiers modes de procéder ont l'avantage de provo- quer un contact intime entre le bain et la scorie, ce qui est
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importent, car il s'agit ici de changer rapidement les conditions d'équilibre entre l'acier et la scorie en évitant une action pro- longée, des abaissements de température, etc.
Pour la fabrication d'un acier d'après ce procédé on peut donc préparer de la façon connue un acier acide jusqu'au point où l'acier est en équilibre avec sa scorie acide, au repos et désoxydé, et prêt pour la coulée; à ce moment on coule l'acier dans une poche de coulée ou autre récipient contenant déjà une scorie basique ou bien cette coulée est effectuée en même temps que l'introduction de la scorie préparée et fondue.
En procédant de la façon indiquée, on réalise un contact intime de l'acier acide avec la scorie basique et en même temps on obtient l'avantage d'une action physique de la scorie qui lave l'acier et lui enlève les particules d'inclusions suspendues, surtout les inclusions qui se sont formées au dessous d'une scorie acide et @ comme de ce fait se séparent avec difficulté, par ex. c'est le cas de la silice qui est solide à la température de l'acier fondu.
En raison du traitement indiqué, la silice incluse dans l'acier sera déduite ou transformée en un composé fusible et les inclusions et impuretés seront éliminées.
La scorie à employer dans le traitement décrit de l'acier, en exerçant une action chimique et également physique, peut toujours être la même et provenir d'autres fours basiques ou bien avoir été utilisée précédemment pour l'affinage de coulées basiques ou avoir été régénérée. La scorie peut aussi être préparée par voie synthé- tique et avoir des compositions très différentes selon les exigen- ces.
Ainsi elle peut être plus ou moins basique et il est utile qu'elle contienne des carbures, par ex. de calcium et silicium; de 1' elle peut contenir du carbone, du silicium, aluminium comme tels ou sous forme d'alliages, ainsi que du ferro-manganèse, du ferro- titane et autres désoxydants ou épurateurs (zirconium, vanadium etc.) ou du manganèse à l'état métallique, ou des oxydes ou des sels des éléments indiquée.
La scorie peut enfin être également composée de carbures, par
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ex. de calcium, etc. formés de toute manière appropriée.
Une composition qui permet d'obtenir de bons résultats est par ex. la suivante; si 0 : 22%; C; 1,5%; FeO;2,5%; A12O3; 8%; MgO; 13%; CaO; 53%; une autre composition est la suivante: SiO2; 28%;
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G : 2,5%; pn0 : 1, 5J; g0 ! 8, f ; Ca.O ! 61,5%.
Les bases et les acides indiqués peuvent aussi être remplacés par d'autres bases ou acides dans le but de modifier, en même temps que la composition, la fusibilité, la fluidité etc. de la scorie.
Dans la scorie on peut aussi inclure d'autres additions telles que des alliages de fer avec des métaux que l'on veut introduire dans l'acier au cours du traitement décrit, dans le but d'empêcher l'oxydation et d'assurer un mélange rapide et homogène avec toute la masse de l'acier, en amenant ainsi en solution dans l'acier les composés qui sont en équilibre à la température qu'il possède.
Le procédé décrit est également applicable avec de grands avan- tages aux fours à induction dans lesquels on peut fondre de l'acier acide à affiner, et le traiter, lors de la coulée, à l'aide d'une scorie basique, spécialement à l'aide de carbure de calcium.
Il est aussi applicable à l'acier Bessemer dont les propri- étés sont fortement améliorées par le traitement à l'aide de scorie basique. A cet effet l'acier Bessemer peut être soumis,à peine soufflé, au traitement décrit,
Le procédé décrit s'applique au traitement de ferro-alliages et de tous les aciers, doux ou durs, communs et spéciaux ; étantdonné que le procédé tend surtout à améliorer les caractéristiques mécaniques des aciers acides et à compléter l'affinage des aciers provenant des fours à creuset, è induction ou des aciers produits par le procédé Bessemer, il est spécialement approprié pour les aciers de haute qualité; il donne toutefois de bons résultats dans tous les cas.
Il est à noter en particulier que ce procédé permet d'éviter complètement les "flocons" et autres défauts semblables dans les aciers de haute qualité.