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PROCEDE DE FABRICATION DE L'ACIER PAR ELABORATION DE DEUX LAITIERS.
Le procédé THOMAS de fabrication de l'acier par conversion de la fonte en allure basique ne permet pas d'obtenir des aciers aussi purs en sou- fre et phosphore que les aciers élaborés par le procédé MARTIN.
Etant donnée l'importance économique considérable attachée dans certaines régions au procédé THOMAS, de grands efforts ont été faits pour amé- liorer ce procédé dans le sens d'une désulfuration et d'une déphosphoration à la fois plus poussées et plus régulières de l'acier.
Parmi les techniques utilisées dans ce but, une des plus simples et des plus efficaces est certes l'élaboration d'un deuxième laitier.
Cette technique, bien connue, se heurte cependant à une difficul- té d'ordre pratique telle que bien souvent on renonce à l'utiliser. L'élabo- ration du second laitier entraine, en effet, un refroidissement considérable de l'acier.. Pour éviter les inconvénients graves attachés à la coulée en lin- gots d'un acier trop froid, inconvénients qui peuvent consister'à la fois en pertes exagérées par solidification en poche et en défauts du lingot, on est amené à conduire l'opération THOMAS 'en allure un peu trop chaude, afin de dis- poser, avant l'élaboration du second laitier, de l'excédent de calories cor- respondant à une température plus élevée du bain.
Cette manière de faire n'est pas sans présenter de graves inconvénients : une allure trop chaude en- traîne, en effet, infailliblement une oxydation importante de fer et de man- ganèse ainsi qu'une augmentation souvent considérable de la teneur de l'acier en azote, c'est-à-dire à la fois une perte de qualité et une perte de rende- ment.
La présente invention, ayant pour but de remédier à ces inconvé- nients, consiste en un procédé de fabrication de l'acier au convertisseur ba- sique par élaboration successive de deux laitiers, dans lequel on effectue le soufflage au moyen dun mélange d'oxygène et de vapeur d'eau.
Ce mélange permet non seulement de terminer l'opération THOMAS à température plus élevée sans préjudice de la teneur en azote, mais encore abaisse cette teneur à un niveau extraordinairement bas et, par la présence
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de vapeur d'eau, il modère l'oxydation au point, par exemple, de supprimer complètement toute production de fumées rousses.
La combinaison, selon l'invention du soufflage au mélange oxygè- ne-vapeur et de l'élaboration successive de deux laitiers donne la possibili- té d'obtenir de façon certaine et sans dépenses excessives, un métal THOMAS, dont les teneurs en soufre et en phosphore sont comparables à celles de 1-la- cier MARTIN et la teneur en azote sensiblement inférieure.
Cette combinaison revêt donc une importance économique considéra- ble. Il est d'ailleurs à noter que si l'on obtient déjà certains avantages à utiliser le procédé d'élaboration successive de deux laitiers en combinai- son avec un soufflage au vent enrichi en oxygène, seule l'utilisation en fin de soufflage, d'un mélange pratiquement sans azote, tel le mélange oxygène- vapeur, permet d'élever la température sans introduire d'azote et que, d'au- tre part, c'est l'association de la vapeur d'eau à l'oxygène qui est respon- sable de la limitation de l'oxydation, limitation qui se traduit par la dis- parition des pertes par fumées rousses, une moindre perte en fer par la sco- rie, un meilleur rendement en fer et manganèse.
Suivant un mode préférentiel de réalisation de l'invention on en- fourne avec la charge l'addition de mitrailles et/ou de minerais, on procède au soufflage par le mélange oxygène-vapeur d'eau on diminue un peu, avant la fin de ce soufflage, la teneur en vapeur d'eau du dit mélange, on bascule, laisse reposer, décrasse et détermine le temps de soufflage final par examen de la teneur en phosphore du métal, on enfourne la charge destinée à former le second laitier, on relève et souffle avec un mélange dont la teneur en va- peur d'eau est plus faible que celle du mélange primitif.
Pour l'application du présent procédé il est recommandable d'uti- liser de la vapeur surchauffée vers 250 C et de l'associer à l'oxygène indus- triellement pur dans une proportion variant entre 30 et 45 % en poids du mé- lange. On peut utiliser le mélange oxygène-vapeur dès le début de l'opération, ce qui laisse dans l'acier le minimum d'azote et diminue considérablement les projections même dans le cas de fontes riches en silicium.
On peut aussi dans un but d'économie et lorsque les fontes sont faciles à souffler n'utiliser le mélange qu'à partir du milieu de la décarbu- ration, la première période de soufflage étant effectuée de préférence au vent enrichi à 30 % d'oxygène: Par rapport à la première, cette méthode n'accroît pas très sensiblement la teneur finale de l'acier en azote. Quand au souffla- ge correspondant au second laitier, soufflage qui est très bref, on peut. sui- vant l'invention l'effectuer au moyen d'air enrichi ou non en oxygène. Ce- pendant l'emploi, suivant l'invention d'un mélange d'oxygène et de vapeur d'eau dans lequel la teneur en vapeur d'eau a été diminuée relativement à la teneur initiale est de loin préférable étant donné qu'il réalise à la fois la limitation des effets d'oxydation et la réduction des pertes de calories.
Il est d'autre part à conseiller pour atteindre les basses teneurs en azote, d'utiliser des mitrailles sélectionnées à basse teneur en azote ou de remplacer les mitrailles par un équivalent de minerais ou même par un ap- port supplémentaire de vapeur d'eau.
En ce qui concerne la formation du second laitier on peut conseil- ler, par exemple, un enfournement de chaux, additionné d'un peu de carbonate de soude et de spath-fluor ; est avantageux d'y ajouter des battitures en quantité suffisante pour compenser la perte de.fer supplémentaire inhérente à la formation du second laitier.
L'exemple suivant, nullement limitatif d'une coulée conduite, suivant l'invention dans une cornue THOMAS de 14 tonnes d'acier montre clai- rement comment on peut combiner l'élaboration successive de deux laitiers avec le soufflage au mélange oxygène-vapeur d'eauo a) A l'enfournement, on règle l'addition de mitrailles et/ou de minerais sur les bases suivantes :
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Mélange oxygène-vapeur thermiquement équivalent à l'air atmosphérique : oxygène 63 % en poids vapeur 37 % en poids.
Par kilog d'oxygène en plus de ces proportions : supplément de 3;2 Kgs de mi- trailles.
Equivalents thermique : Chaux 1 Kg pour 1,8 kg de mitrailles, Minerais de fer Suède (60% de fer) 1 Kg pour 2,8 kg de mitrailles, Vapeur en supplément de la proportion 1 Kg pour 5,8 kg de mitrailles.
Il faut noter que ces chiffres résultent de l'expérience d'une usine et ne sont donc strictement valables que pour des conditions locales déterminées. Ils constituent cependant pour toute aciérie une bonne appro- ximation qui peut servir de point de départ à une fabrication. b) On procède au soufflage par exemple, en soufflant dès le début, le mélange oxygène-vapeur d'eau mais en ayant soin de-réaliser en finale une légère.augmentation de température. Le moyen le plus simple pour ce faire est de réduire la proportion de vapeur d'eau dans le mélange durant la derniè- re minute du soufflage.
Il est à conseiller de ne pas faire un soufflage exa- géré mais d'arrêter l'opération quand la fonte contient de 40 à 50 millièmes % de phosphore. c) On laisse reposer la scorie quelques instants jusqu'à ce que l'effervescence spéciale au procédé soit calmée. d)' On procède au décrassage, on détermine la teneur en phosphore par examen du métal ou mieux par une analyse rapide, pour fixer avec précision le temps optimum de relevage c'est-à-dire du soufflage final. e) On enfourne les constituants du second laitier, par exemple :
EMI3.1
Chaux ........ Q ... e - .... " 0 0 a . 0 0 0 e 200 kgs. Battitures *.....o,oao.a..o...**o* 50 kgs.
Spath-Fluor , ............... 000.0. 10 kgs.
Carbonate de soude en grumeaux 50 kgs.
On laisse cette charge s'échauffer quelques instants. f) On relève et on souffle de préférence avec un mélange oxygène- vapeur d'eau dont la teneur en vapeur d'eau est sensiblement abaissée par exem- ple à 30 % en poids.
La durée de ce soufflage est réglée au chronomètre, en fonction de la teneur en phosphore trouvée après le premier soufflage.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication de l'acier au convertisseur basique par formation successive de deux laitiers, dans lequel on effectue tout ou partie du soufflage au moyen d'un mélange d'oxygène et de vapeur d'eau.