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Procédé pour la fabrication d'acier Thomas eu partant d'une fonte manganésifère pour convertisseur.
Anciennement la fabrication d'un acier devait satisfaire à une seule exigence, celle d'être uniformément de bonne qualité aujourd'hui, par suite de la nouvelle situation devant laquelle se trouvent placées en Europe centrale les industries du fer et les aciéries, trois nouvelles exigences doivent être prises en considé- ration :
1. Traitement de minerais de fer pauvres additionnés d'une quantité beaucoup plus grande de scories
2. Economie aussi grande que possible de manganèse
3. Extraction du vanadium de la fonte.
Il est toujours difficile et parfois impossible de satisfaire simultanément à ces nouvelles exigences par des méthodes connues sans que la qualité uniforme des différentes espèces d'acier souf- flées n'en souffre.
Afin de fabriquer avec certitude un bon acier Thomas, il se- rait, comme on le sait, très désirable d'avoir à sa disposition,
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chaque fois suivant le degré de qualité à donner aux différentes sortes d'acier à souffler, une fonte pour convertisseur ayant une teneur en Mn de 0,8 à 1,2 %.
Lors du traitement de minerais pauvres en fer, la diminution de la oasicité du lit de fusion du haut fourneau, tout comme la précipitation d'une quantité nettement plus grande de scories du fondant, agissent de manière à ce qu'une partie seulement de la charge de manganèse du mélange entre dans la fonte tandis que la plus grande partie se sépare avec les scories du haut fourneau pour être utilisée ultérieurement.
Si à présent le vanadium est encore retiré de la fonte, le restent du manganèse se trouve aussi perdu pour le fer ; en outre, il diminue d'une manière tout à fait indésirable la concentration en vanadium des scories de vanadium.
La présente invention a pour objet un procédé grâce auquel, compte tenu de toutes les autres exigences, la perte en manganèse est réduite à son plus strict minimum et qui permet, même dans l'état du marché économique actuel, de fabriquer une fonte manga- nésifàre bien appropriée pour être traitée dans un convertisseur.
Le principe du procédé décrit ci-dessous est de séparer très nettement les différentes matières premières disponibles pour la fabrication de la fonte Thomas et ce, de faon à ce que la plus grande partie soit du minerai de fer pauvre en manganèse et que la plus petite partie soit constituée par des véhiculeurs de manganè- se, comme des scories Martin, des scories de halde de fours à puddler, fours a souder et autres fours à acier,, ainsi qu'également des scories Bessemer, des résidus précipitant pendant le traitement chimique de scories de vanadium et des minerais manganésifères qui, par suite de leur teneur en phosphore ou en acide silicique, ne conviennent pas à la fabrication de ferromanganèse ou de spiegel.
La masse principale des minerais ferreux donne lieu dans le haut fourneau à l'obtention d'un fondant principal tandis qu'un fondant additionnel aussi riche que possible en manganèse est fabriqué en partant des substances mananésifères mentionnées ci-dessus, dans
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le haut fourneau ou dans d'autres installations de fusion ; fondant additionnel qui, compte tenu des circonstances actuelles, pourra contenir jusqu'à 8 % de manganèse et jusqu'à 4 % de phosphore.
Le fondant principal et le fondant additionnel manganésifère sont mélangés l'un à l'autre, en général cependant, après que le fondant principal a été soumis aux autres traitements métallurgiques indispensables, comme la désulfuration au moyen d'alcalis, l'extrac- tion du vanadium, la réduction de la teneur en silicium, etc., de sorte que c'est une fonte manganésifère qui se trouve prête à subir l'opération de soufflage ; fonte dont la teneur en manganèse au surplus peut être réglée au degré voulu par un choix approprié du rapport de mélange entre le fondant principal et le fondant addition- nel, chaque fois suivant la qualité de l'acier recherchée.
Le mélange peut être réalisé aussi bien dans un mélangeur de fonte que, après le mélangeur, dans une cuve ou encore dans le con- vertisseur. En outre, le mélangé dans le convertisseur peut être réalisé de plusieurs manières : ainsi la quantité déterminée de fondant additionnel peut être ajoutée immédiatement après l'intro- duction de la quantité désirée du fondant principal ou bien encore la quantité de fondant principal peut tout d'abord être soufflée dans le convertisseur, par exemple pour y enlever le vanadium ou le silicium, puis être décrassée, ensuite seulement la quantité désirée de fondant additionnel est ajoutée et le mélange subit son soufflage définitif.
Une fonte enrichie en vanadium peut être utilisée à la place de l'élément dénommé fondant principal, fonte analogue a celle ré- sultant du traitement de substances renfermant du vanadium, comme des scories de premier affinage, de la poussière de toit et des sco- ries Thomas, Une fois les scories riches en vanadium, lesquelles renferment en même temps presque toute la quantité de manganèse, enlevées, la teneur en manganèse nécessaire pour obtenir un acier de bonne qualité est obtenue en ajoutant la quantité nécessaire de fondant additionnel, le tout subissant alors un soufflage final.
Le fondant additionnel manganésifère peut, lorsqu'il est réuni
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au fondant principal en dehors du mélangeur et en vue de cette opération, être tenu chaud dans un plus petit mélangeur adéquat où ses différentes teneurs pourront s'égaliser. Dans ce cas, on est beaucoup moins tributaire de l'allure momentanée et de la char- ge du four cnoisi pour. la production du fondant additionnel. Lors- qu'un tel mélangeur n'existe pas ou que la fabrication du fondant adcitionnel en partant de véhiculeurs de manganèse ne peut se faire que alors le fondant additionnel sera d'abord coulé en gueuses et celles-ci seront ensuite fondues au fur et à mesure des besoins dans un cubilot.
Cette nette séparation entre les véhiculeurs de manganèse et les minerais ferreux pauvres en manganèse permet d'arriver à ce que la quantité de scories, dans laquelle le manganèse des substan- ces contenant celui-ci pourrait se perdre pendant la réduction, reste beaucoup plus faible et, de ce fait, l'extraction de manganè- se dans la matière dénommée fondant additionnel est beaucoup plus grande que lorsqu'une telle séparation nette n'est pas réalisée, De la vient le fait que la teneur en silicium du fondant addition- el manganésifèrepeut être portée à un pourcentage beaucoup plus élevé que cela n'est permis pour une fonte Thomas, de sorte que, de cette ..lanière également, l'extraction de manganèse subit une nouvelle augmentation.
En outre, cette nette séparation entre les véhiculeurs de manganèse et la masse principale du lit de fusion permet d'arriver à ce que, avec le fondant principal pauvre en man- ganèse provenant de ce lit de fusion, la plus grande partie du fer peut être soumise aux traitements métallurgiques déjà mention- nes, comme l'enlèvement du vanadium, la désulfuration à l'aide de soude et l'enlèvement du silicium par préaffinage, lesquels, dans les méthodes usitées jusqu'à présent, donnaient lieu nécessairement à une réduction de la quantité de manganèse.
Cette faon de faire est nouvelle et offre vis-à-vis des procédés proposés jusqu'à présent l'avantage technique suivant.
La séparation des matières premières utiliséès pour la produc- tion de fonte Thomas en deux parties, à l'une desquelles est ajoutée
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la masse principale des véhiculeurs de manganèse, est connue en elle-même. Cette séparation n'est cependant pas réalisée suivant les pointa de vue caractérisés ci-dessus ; Mais elle a pour but de traiter les minerais ferreux n'ayant que peu de gangue, par exemple les minerais suédois, dans le haut fourneau selon un pro- cédé basique avec de faibles quantités de scories, et par contre, de traiter les minerais pauvres en fer, mais riches en gangue acide, suivant un procédé acide.
Le genre de traitement est dé- terminé dans ces cas par le genre de minerais ferreux disponibles et non pas par la. quantité de véhiculeurs de manganèse disponibles comme cela est le cas dans le procédé décrit ci-dessus, Un argu- ment intervenant pour justifier la séparation connue de la produc- tion de fonte Thomas en une partie basique et une partie acide est également le fait que les scories basiques du haut fourneau offrent plus de possibilités dans leurs applications, cela par suite de leur meilleur pouvoir de cristallisation et de leurs propriétés hydrauliques. Il est absolument évident que les véhiculeurs de manganèse doivent être ajoutés à la partie basique du lit de fu- sion.
Le progrès technique du procédé décrit, par rapport aux mé- thodes connues caractérisées ci-dessus, résulte de ce que, dans le traitement par séparation connu partiellement basique et par- tiellement acide, la quantité. de scories, même dans la partie ba- sique, rapportée à la quantité, de manganèse introduite, est beau- coup plus grande que dans la séparation nette proposée où inter- viennent des véhiculeurs de manganèse.
En outre, le procédé pro- posé peut déjà être considéré comme supérieur à ceux utilisés jusqu'à présent du fait que, pour ce nouveau procédé, il est in- différent que la masse principale des minerais de fer soit trai- tée d'une façon basique ou acide pour donner lieu à une substance dénommée fondant principal ou bien que des quantités partielles soient traitées suivant l'une ou l'autre méthode. Enfin, il faut faire ressortir comme autre progrès que le fondant additionnel caractérisé présente une teneur en manganèse beaucoup plus élevée que la partie basique de la production de fonte Thomas obtenue
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suivant des méthodes connues, de sorte que le réglage au degré voulu de la composition de la fonte du convertisseur peut, avec le fondant additionnel,
être réalisé beaucoup plus facilement et surtout beaucoup plus diversement ; ainsi il peut également se fairehors du mélangeur, par exemple dans le convertisseur. En ou- tre, il est à considérer que ce mélange en dehors 'du mélangeur per- met d'exploiter les avantages particuliers qu'offre une désulfura- tion du fondant principal de la fonte après le mélangeur, un autre avantage essentiel, intervenant dans l'état actuel du marché des matières premières; mais qui surtout acquièrera plus d'importance dans l'avenir, consiste en ce que, comme il a été expliqué, une peaucoup plus grande partie de la fonte peut être soumise à l'opé- ration ayant pour but l'extraction du vanadiwn.
Les autres mesures qui sont à considérer comme connues peut- être depuis les débuts du procédé Thomas et qui ont pour but d'ame- ner la teneur en nanganèse de la fonte Thomas au degré voulu par l'addition de spiegel, ne concernent pas le nouveau procédé décrit pour autant que ni les problèmes à résoudre, ni la solution carac- térisée, ni le progrès technique réalisé par l'invention ne décou- lent de ces mesures. En outre, des véhiculeurs de manganèse de grande valeur, avant tout pauvres en phosphore, sont utilisés pour la production de spiegel, lesquels véhiculeurs ne sont plus d'aucu- ne utilité pour les lits de fusion Thomas.
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