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Procède de traitement des fontes pauvres en silice et en phos- phore,dans le convertisseur.
Le procéda Bessemer pour la transformation en acier de la fonte consiste, comme on le sait, à introduire la fonte en état de fusion dans une sorte de cornue de grandes dimen- sions dénommée "oonvertisseur" et à faire passer à travers le bain de la fonte, au moyen de,nombreuses tuyères, de l'air froid ' sous pression. Cet air agite fortement la masse, oxyde le carbone et les autres éléments, contenus dans la fonte, notamment la sili- -ce, produisant ainsi une chaleur qui suffit pour maintenir le bain à l'état liquide, bien que le point de fusion du métal aug- mente au fur et à mesure qu'il se décarbure jusqu'à devenir de l'acier.
Pour obtenir ce résultat, la chaleur dégagée par la com- bustion du carbone contenu dans la fonte, avec formation d'oxy- de de carbone, ne suffit pas, car elle ne dégage que 2. 400 calo-, ries environ par kilogramme. C'est la combustion de la silice, en dégageant près de 8. 000 calories par kilogramme, qui produit
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la plus grande partie de la chaleur nécessaire à cet effet; aussi les fontes convenant pour le traitement par le procédé Bessemer doivent-elles contenir environ 2 % de silice et, dans tous les cas, jamais moins de 1 %.
Le procédé Bessemer n'est pas applicable aux fontes phosphoreuses; pour leur traitement, il faut recourir au procédé Thomas. Dans ce cas, c'est la chaleur de combustion du phosphore, - qui s'élève à plus de 5.000 calories par kilogramme,qui maintient le bain en fusion, étant donné que, dans les fontes Thomas, on ne tolère que de petits pourcentages de silice, inférieurs à 0,5 %, afin d'éviter la destruction rapide du revê- tement basique du convertisseur par l'action de la silice produite en grande quantité.
Comme on le voit, jusqu'ici les fontes pauvres en silice et en phosphore ne peuvent être traitées dans les convertisseurs Bessemer ou Thomas, parce que la chaleur de la combustion du carbone, avec formation d'oxyde de carbone, arrive à peine à compenser les pertes calorifiques dues à la chaleur sensible des gaz (oxyde de carbone, azote, etc..,) sortant de l'appareil.
L'objet de la présente invention est un procédé permet- tant de traiter ces fontes dans le convertisseur et, en substance, il consiste à produire l'oxydation du carbone et des petites quantités des autres éléments thermogènes, au moyen de l'oxygène au lieu de l'air atmosphérique. Ainsi sont considérablement réduites les pertes de chaleur entraînées par les gaz inertes (azote et gaz rares) provenant de l'air injecté.
L'injection est faite au moyen d'une ou plusieurs boîtes à ventdifférentes, utilisantl'oxygène pur pendant toute l'opération ou seulement dans sa phase initiale. Dans ce dernier cas, l'opération est terminée avec de l'oxygène dilué et/ou simplement avec de l'air atmosphérique. On peut aussi ajouter de la vapeur d'eau à l'oxygène, pur ou dilué, et à l'air injecté, pour ralentir la réaction si cela est nécessaire, et aussi pour provoquer la
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dissociation de cette vapeur avec,dégagement d'hydrogène et d'oxygène, lequel alimente la combustion du carbone.
L'appareil peut être aussi muni de tuyères placées audessus du niveau du bain métallique en fusion, et à travers lesquelles on peut injecter de l'air pour déterminer la combustion de l'oxyde de carbone dégagé par voie de décarburation de- la fonte. Ce gaz, en se transformant 'en anhydride carbonique, dans le convertisseur, dégage prés de 5.600 calories pour chaque kilogramme de carbone présent dans le métal, soit la différence entre la chaleur de combustion du carbone, avec formation d'anhydride carbonique, qui s'élève à près de 8. 000 calories, et la chaleur de combustion du même élément, avec formation d'oxyde de carbone, qui est de 2.400 calories environ.
La chaleur ainsi dégagée, et qui contribue à l'élévation de la température du bain, permet de réduire la durée de la phase initiale d'injection d'oxygène pur et de poursuivre l'opération avec de l'oxygène dilué ou avec de l'air atmosphérique simple, éventuellement additionnés de vapeur d'eau, suivant les circonstances les plus favorables à la marche de la réaction qui, de cette manière, peut être conduite dans de remarquables conditions de régula- rité.
Par le procédé selon l'invention, on obtient donc la transformation en,acier, dans le convertisseur, de fontes du type indiqué, c'est-à-dire, pauvres en silice (moins de 0.15 %) et en phosphore (moins de 0.5 %) et éventuellement aussi en manganèse (moins de 0. 20 %) qui ne pouvaient être traitées jusqu'à présent qu'au four Martin. Ce dernier demande, comme on le sait, des installations complexés et coûteuses et le prix de revient des aciers est supérieur à celui des aciers obtenus par les procédés Bessemer ou Thomas, à tel point que son emploi est réservé à la production de,produits de qualité meilleure, destinés à certaines applications spéciales pour lesquelles les aciers obtenus dans le convertisseur ne sauraient être utilisés.
D'autre part, le procédé répondant à l'invention offre
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l'avantage, non seulement de permettre le réglage exact de l'opération, du point de vue thermique, mais aussi de conduire à l'obtention d'un métal plus homogène que celui qui est habituellement obtenu dans les convertisseurs Bessemer ou Thomas, parce que, grâce à ce procédé, il se produit des quantités moindres d'oxydes, dans le cours de l'opération, et notamment de silice.
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Process for treating cast iron poor in silica and phosphorus in the converter.
The Bessemer process for transforming cast iron into steel consists, as we know, in introducing the melt in a state of fusion into a sort of retort of large dimensions called an "inverter" and in passing it through the bath of the melting, by means of numerous nozzles, cold air under pressure. This air strongly agitates the mass, oxidizes the carbon and the other elements, contained in the cast iron, in particular the sili- -ce, thus producing a heat which is sufficient to maintain the bath in the liquid state, although the melting point of the metal increases as it decarburizes until it becomes steel.
To obtain this result, the heat given off by the combustion of the carbon contained in the cast iron, with the formation of carbon oxide, is not sufficient, since it gives off only about 2,400 calories per kilogram. It is the combustion of silica, releasing nearly 8,000 calories per kilogram, which produces
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most of the heat required for this purpose; therefore, cast irons suitable for treatment by the Bessemer process must contain approximately 2% silica and, in any case, never less than 1%.
The Bessemer process is not applicable to phosphorous cast irons; for their treatment, it is necessary to resort to the Thomas process. In this case, it is the heat of combustion of the phosphorus, - which amounts to more than 5,000 calories per kilogram, which keeps the bath molten, since, in Thomas cast iron, only small percentages are tolerated. of silica, less than 0.5%, in order to avoid the rapid destruction of the basic coating of the converter by the action of the silica produced in large quantities.
As we can see, up to now the cast iron poor in silica and phosphorus cannot be treated in the Bessemer or Thomas converters, because the heat of the combustion of the carbon, with the formation of carbon monoxide, hardly manages to compensate. heat losses due to the sensible heat of the gases (carbon monoxide, nitrogen, etc.) leaving the device.
The object of the present invention is a process for processing such smelts in the converter and, in essence, it consists in producing the oxidation of carbon and small amounts of other thermogenic elements by means of oxygen in the converter. instead of atmospheric air. This considerably reduces heat losses caused by inert gases (nitrogen and rare gases) coming from the injected air.
The injection is made by means of one or more different wind boxes, using pure oxygen during the whole operation or only in its initial phase. In the latter case, the operation is completed with diluted oxygen and / or simply with atmospheric air. Water vapor can also be added to the oxygen, pure or diluted, and to the injected air, to slow down the reaction if necessary, and also to cause the
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dissociation of this vapor with, release of hydrogen and oxygen, which feeds the combustion of carbon.
The apparatus may also be provided with nozzles placed above the level of the molten metal bath, and through which it is possible to inject air to determine the combustion of the carbon monoxide given off by decarburization of the cast iron. This gas, by transforming 'into carbon dioxide, in the converter, releases nearly 5,600 calories for each kilogram of carbon present in the metal, that is to say the difference between the heat of combustion of carbon, with formation of carbon dioxide, which s 'amounts to nearly 8,000 calories, and the heat of combustion of the same element, with formation of carbon monoxide, which is about 2,400 calories.
The heat thus released, and which contributes to the rise in the temperature of the bath, makes it possible to reduce the duration of the initial phase of injection of pure oxygen and to continue the operation with diluted oxygen or with oxygen. simple atmospheric air, possibly with the addition of water vapor, depending on the circumstances most favorable to the progress of the reaction which, in this way, can be carried out under remarkable conditions of regularity.
By the process according to the invention, the conversion into steel, in the converter, of cast irons of the type indicated, that is to say, poor in silica (less than 0.15%) and in phosphorus (less than 0.5%) and possibly also in manganese (less than 0. 20%) which could not be treated until now only at the Martin furnace. The latter requires, as we know, complex and expensive installations and the cost price of steels is higher than that of steels obtained by the Bessemer or Thomas processes, to such an extent that its use is reserved for the production of, products of better quality, intended for certain special applications for which the steels obtained in the converter cannot be used.
On the other hand, the method corresponding to the invention offers
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the advantage, not only of allowing the exact adjustment of the operation, from the thermal point of view, but also of leading to obtaining a more homogeneous metal than that which is usually obtained in Bessemer or Thomas converters, because that, by virtue of this process, smaller amounts of oxides are produced in the course of the operation, and in particular of silica.