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Procédé de fabrication d'acier à faible teneur en azota et en phosphore suivant un procédé Thomas à deux étages.
Les teneurs en azote de l'acier fabriqué par le procédé Thomas usuel sont, comme on le sait, de l'ordre de 0,014 à 0,020 %. On a déjà fait. de nombreuses propositions à l'effet d'abaisser cette te- neur en azote, par une conduite particulière du procédé Thomas.
Ainsi, il est connu' que la teneur en azote de l'acier tombe d'autant plus que la température est tenue basse pendant le soufflage et en particulier à la/Fin de celui-ci, on a également proposé de refroi- dir spécialement-' le bain d'acier par des ajoutes de mitraille ou de minerai. D'autre part, on arrive, par un choix spécial du fer brut, par exemple avec du fer brut à faible teneur en manganèse, à &bais- ser la teneur,'en azote absorbé par le bain. Enfin, par une forme particulière,du convertisseur, permettant un soufflage tranquille, on réussit également à faire tomber la teneur en azote.
Ces procédés connus permettent bien d'obtenir une certaine réduction d'absorption de l'azote par le bain, mais le moyen la
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plus important, c'est-a-dire la température basse, est limitée par la nécessité de maintenir la température de coulee de l'acier.
Le procédé conforme à la présente invention permet d'obtenir, pour de très faibles teneurs en phosphore, également de très fai- bles teneurs en azote pour l'acier Thomas, Il constitue en fait un perfectionnement du brevet 436.686 du 31.10 .1939. Ce brevet. couvre un procédé de fabrication d'acier a faiole teneur en phosphore fa- briqué suivant un procédé Thomas a deux nuages; et comporte l'ajou- te de scories basiques pour chaque etage, avec séparation au laitier riche en phosphore au premier etage avant l'ajoute de scorie basique pour le deuxième étage ; suivant ce procédé, des métaux ou alliages de plus grande affinité pour l'oxygène que le fer et dont la combi- naison avec -oxygène produit une grande chaleur exothermique;
sont a joutes avec les matières basiques formant la. scorie dans le conver- tisseur avant la deuxième periode de soufflage, la quantité de chaux de la seconde période étant, si grande qu'elle maintient la scorie finale assez basique pour qu'il ne puisse se produire une re- phosphoration finale, Apres introduction de toutes les matières a'a- jouté ou seulement des matières d'ajouté ae nature basique pour la deuxième période, on peut effectuer, avant le soufflage, un court mélange du bain par l'air.
Les ajoutes métalliques pour la deuxième @eriode du procédé, par exemple aluminium, silico-aluminium, ferro- silicium ou autres matières analogues comportent 1 à 6 par tonne d'acier et l'ajoute de scorie basique pour la deuxième période; par exemple de chaux, comporte 1 à 6 % du poias d'acier.
Suivant la présente invention, on peut obtenir, outre les fai- bles teneurs en phosphore, simultanément de très faioles teneurs en azote dans l'acier par modification .comme ci-dessous du procédé précité décrit à ce brevet belge. La température pendant le premier stade du procédé est maintenue, par l'ajoute de corps connus de re- froidissement, si basse qu'il n'y a pas nécessité ae veiller à ce que l'acier puisse être coulé.
Apres enlèvement de la scorie, on choisit la quantité de la deuxième ajoute basique, ainsi que le type des métaux ou alliages à grande affinité pour l'oxygène par rapport
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au fer, de telle sorte que, d'une part, la quantité de l'ajoute ba- sique suffise à déterminer par la chaux une combinaison fortement basique des oxydes acides ou neutres de ces métaux formés par l'oxy- dation, et d'autre part, les métaux ou alliages à grande affinité pour l'oxygène soient de nature telle que tout au moins une partie d'entre eux, si pas tous, aient également des propriétés de forma- tion de nitrures. De tels métaux sont par exemple l'aluminium, le zirconium, le titane ou leurs alliages.
On peut utiliser également des mélanges de métaux, ou alliages formant des nitrures et d'autres métaux ou alliages de grande affi- nité pour l'oxygène.
Par le maintien d'une température très basse du métal en fusion, l'absorption d'azote est fortement freinée, pendant le chauffage du bain à la température de coulée, par ajoute d'alliages se combinant à l'oxygène sous una réaction fortement exothermique, après que le procédé Thomas proprement dit est terminé, donc au cours de la deu- xième période de soufflage, il n'est pas non plus déterminé d'ab- sorption importante d'azote par le bain. Le temps ne suffit pas à une telle absorption à cause du chauffage très rapide du bain dans la période finale du deuxième soufflage. Ainsi qu'il ressort d'essais de la demanderesse, l'absorption d'azote par le bain pendant cette période de soufflage est très lente et dépend fortement de la durée.
On ne dispose cependant plus dans le rapide développement de la der- nière période de soufflage d'un temps permettant une absorption im- portante d'azote.
L'absorption d'azote par le bain d'acier pendant la deuxième période de soufflage est cependant aussi empochée, ainsi que l'a., reconnu la demanderesse, du fait qu'instantanément après la dissolu- tion de l'alliage sous formation de combinaison oxygénée fortement exothermique et grande formation simultanée de nitrures dans le bain d'acier, une partie de l'azote déjà absorbée par le bain est séparée sous forme de nitrures insolubles enrobés qui, lors du mélange inti- me du bain et de la scorie pendant le deuxième soufflage,sont extir- pés du bain par la scorie.
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Il a bien été déjà proposé d'amener l'azote sous une forme com- binée plus stable, par ajoute dans le four ou la pocne, d'agents de désoxydation à propriétés de formation de nitrures, par exemple l'aluminium. Cependant, on n'obtient pas alors l'enlèvement des com- binaisons azotées hors de l'acier. Il est également connu d'ajouter de l'aluminium à de l'acier définitivement affiné et d'amener l'azo- te contenue sous forme de combinaison moins nuisible à l'acier, Il est connu en outre dans la fabrication d'acier suivant le procède Dupley, d'ajouter de l'aluminium à la fonte Thomas directement après la charge dans le four électrique, après quoi on travaille suivant le procédé électro-métallurgique.
Ces procédés connus permettent bien d'amener l'azote absorbée sous une autre forme combinée, mais ils ne permettent cependant pas de diminuer la teneur en azote de l'acier.
Dans la réalisation du présent procédé, on obtient, dans l'a- cier fini, à côté d'une très faible teneur en phosphore,.des meneurs en azote situées sûrement en-dessous de 0,012 % et susceptibles de tomber par exemple jusque 0,006 %.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication d'acier à t'aides teneurs en azote et en phosphore suivant un proceae Thomas à deux stades, par exem- ple tel que décrit au brevet bel,e N 436.686 du 31.10.1939, carac- terisé en ce que, pendant la première perioae ou stade ou procède, la température du bain est maintenue en-aessous de la température necessaire a la coulée correcte de l'acier, et en ce que, dans la deuxième phase, on ajoute, comme métaux ou alliages de grande affi- nite pour l'oxygène par rapport au fer et déterminant une réaction fortement exothermique dans leur combinaison avec l'oxygène, au moins des matières qui forment des nitrures avec l'azote au bain,
la deuxième quantité de chaux ajoutée étant si grande qu'elle main- tient la scorie finalement tellement basique qu'une rephosphoration du bain est empêchée.