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Publication number: BE489781A
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Description


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  " Procédé de fabrication d'acier". 

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   On sait que l'acier Thomas normal se distingue de l'acier Siemens-Martin par une plus grande teneur   en 0 .,-   phosphore et une plus grande teneur en azote . Ces deux élé- ments rendent l'acier plus cassant, augmentent sa tendance au vieillissement, ce qui fait que cet acier ne convient pas notamment pour subir un étirage poussé . Les aciéries ont toujours cherché à réduire la teneur de l'acier Thomas en phosphore et en azote, afin que les propriétés de l'acier Thomas se rapprochent de celles de l'acier Siemens-Martin. 



  Ces tentatives ont conduit à de nouveaux procédés qui sont connus principalement sous les noms de procédés "HPN" et   "MA".   Le procédé "HPN" consiste essentiellement à diriger l'opération au convertisseur par des agents réfrigérants appropriés, de façon à réduire la teneur en phosphore et à diminuer l'absorption nuisible d'azote . D'autres procédés consistent à réduire la fixation de l'azote qui est intro- duit dans l'acier par le vent de la soufflerie, en.enrichissant avec de l'oxygène l'air de soufflage . Suivant d'autres procé- dés, comme le procédé "MA" par exemple, on cherche à attein- dre cet objectif en réduisant le contact de l'azote de l'air avec le bain d'acier par une modification de la forme du con- vertisseur et par le montage des tuyères de soufflage sur le côté.

   Tous ces procédés ont certains défauts qui nuisent à leur rentabilité. Le refroidissement du bain par le procédé "HPN" abaisse considérablement la coulabilité de l'acier, tandis qu'avec le procédé consistant à disposer les tuyères sur le côté (procédé'   "MA")   la durée du soufflage est prolon- gée et la vie utile des convertisseurs est réduite. 



   Le procédé qui fait l'objet de la présente invention, permet de supprimer ces inconvénients. Ce nouveau procédé 

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 consiste essentiellement à envoyer de la vapeur d'eau dans le bain d'acier pendant   1-'.affinage   comme agent d'affi- nage ; à cet effet, dans la mise en pratique du procédé, on ajoute une quantité déterminée de vapeur d'eau à l'air de soufflage. 



   A 1400 C l'équilibre de dissociation thermique de l'eau suivant   l'équation :   
H2O = H2 + 0 est réalisé autour d'une proportion de l'ordre de 10-3 des produits de dissociation. L'oxygène qui se dégage alors à l'état atomique , réagit sur le fer pour former du FeO, par suite de la grande vitesse de réaction aux températures de fabrication de l'acier, ce qui fait, d'après.la loi d'action des masses, que le point d'équi- libre H2O= H2 + 0 est largement décalé vers la droite. Il en résulte la possibilité d'affiner avec de la vapeur d'eau aux températures de la fabrication de l'acier. Comme l'eau contient 89   %   en poids d'oxygène, soit à peu près quatre fois plus que l'air, il est possible, en ajoutant de la vapeur d'eau, d'augmenter la quantité d'oxygène amenée dans le bain de métal.

   Ceci permet d'abréger la durée de l'opération d'affinage . L'oxygène libéré par la réaction H2O = H2 + 0 participe à l'épuration de la fonte en décomposant les matières indésirables qui accom- pagnent la fonte avec formation intermédiaire de composés hydrogénés, C'est ainsi par exemple que les carbures de fer sont transformés en hydrocarbures et les nitrures de fer en ammoniac* Ces deux composés de l'hydrogène brûlent facilement.

   Ceci a pour conséquence que l'insufflation de vapeur d'eau débarrasse l'acier des éléments indésirables qui l'accompagnent , plus complète- ment que l'insufflation   d'air.   Un autre avantage du procé- dé consiste en ce que la combustion du fer par l'addition de vapeur d'eau au convertisseur est réduite, car l'é- 

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 quilibre 
Fe304 + 4 H2 = 3 Fe + 4 H2O est décalé vers la droite aux températures de fabrication de l'acier. 



   Voici un exemple d'application pratique du procédé à la fabrication d'acier Thomas : 
Une coulée d'environ 45 t de fonte a d'abord été soumise dans un convertisseur de 50 t à un premier affinage avec de l'air, selon la technique habituelle, pendant six minutes, puis pendant six minutes, on a ajouté de la vapeur d'eau dans l'air de soufflage à raison de 7 to par tonne, au convertisseur. Finalement, on a encore prolongé le soufflage avec de l'air pur pendant 70 secondes environ. 



  La durée totale de soufflage a été de 13 minutes 10 secon- des, soit de presque 20 % plus courte que lorsqu'on opère normalement avec de l'air. La composition de la fonte était la suivante : 
C Si Mn P S 
3,85 0,24 0,86 2,16   0,044   % 
L'analyse de l'acier obtenu par ce soufflage a donné les résultats suivants : 
C Mn P S N 
0,03 0,29 0,026   OeO28   0,005 % 
La teneur en fer du laitier de convertisseur n'a été que   de $ ,   au lieu de plus de 12 % environ en fonctionne- ment normal au convertisseur de 50 t. En conséquence, la teneur du laitier en phosphore a été augmentée . La solubili- té du laitier à l'acide citrique n'a pas été abaissée par l'addition de vapeur d'eau . 



   Les coulées soufflées de cette façon présentaient une parfaite coulabilité et les propriétés du produit fini 

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 ne différaient pas de celles d'un acier Siemens-Martin de même composition. La vie utile du convertisseur n'a pas été réduite par le mode opératoire qui vient d'être décrit. 



   La quantité de vapeur d'eau qui est nécessaire pour que la durée de soufflage soit la plus courte possible, dépend de la forme et de la grandeur du convertisseur. 



  Si l'on augmente la quantité d'eau jusqu'à ce que le      point de rosée du vent de la soufflerie soit atteint, il convient, afin de ne pas nuire à la durée de service du fond du convertisseur, d'employer des fonds à tuyères. 



   Les avantages du nouveau procédé n'interviennent pas seulement dans la production d'un acier à faible teneur d'azote et de phosphore, mais ce procédé permet aussi, d'une manière générale, dans la fabrication de l'acier, d'abréger la durée de l'affinage, ainsi que de réduire la combustion du fer au cours de l'affinage et, par conséquent, de fabriquer de l'acier d'une façon plus économique que par le procédé actuel d'affinage à l'air.

Claims

RESUME L'invention s'étend notamment aux caractéristiques ci-après décrites et à leurs diverses combinaisons possibles.

1 ) Procédé de production d'un acier à faible te- neur d'azote et de phosphore, caractérisé en ce que l'on amène dans le bain d'acier, pendant l'opération d'affinage, de la vapeur d'eau servant d'agent d'affi- nage.

2 ) Procédé pour abréger la durée de l'affinage dans la fabrication de l'acier,caractérisé en ce que l'on amène dans le bain d'acier, pendant l'opération d'affinage, de la vapeur d'eau servant d'agent d'affi- nage. <Desc/Clms Page number 6>

3 ) Procédé pour réduire la combustion du fer pendant l'affinage de l'acier, caractérisé en ce que l'on amène dans le bain d'acier, pendant l'opération d'affinage, de la vapeur d'eau servant d'agent d'affi- nage.

4 ) L' opération d'affinage est effectuée en uti- lisant comme agent d'affinage au convertisseur, soit de la vapeur d'eau, soit de l'air enrichi de vapeur d'eau.

5 ) La vapeur d'eau est ajoutée en quantité déter- minée par la composition de la fonte.