BE495543A

BE495543A -

Info

Publication number: BE495543A
Authority: BE

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Dans la mise en oeuvre de ce procédé connu, il faut se soucier de ce que, pendant la période relativement longue de décarburation, c'est-à-dire pendant la période   qui   suit la combustion du silicium et qui précède la com- bustion rapide du phosphore} l'apport de chaleur par la combustion du carbone est relativement faible tandis que la   transformation progressive   de la fonte 
 EMI1.1 
 en. acier a comme effet de faire monter la température de fusion du métal.

   Il en résulte que le bain tend s. devenir pâteux si la fonte utilisée est peu chau-   de physiquement   et   chimiquement.     Cn   sait   d'autre   part que les fontes   phospho-   
 EMI1.2 
 reuses dont relativement pauvres en silicium mais ont une teneur élevée en phosphore qui, en fin 0 p ,z;ration, développe une quantité de chaleur su±±1- santé pourdonner une bonne température de coulée. 



     Pour   éviter que le bain ne devienne trop pâteux malgré l'emploi 
 EMI1.3 
 r'une fonte relativement froide physiquement et/ou chimiquement, or aurait intérêt à retarder le momenc à partir duquel on remplace le soufflage l'air enrichi en oxygène par le soufflage à l'aide du mélange cx;,rcarbor¯,a2 pourlequej G2) 1. lais, dans ces conditions, on risquerait de laisser subsister dans le Y2 bain une proportion importante d'azote dissous dans celui-ci pendant le   souf-.   flage à l'air ou à l'air enrichi   en.   oxygène. 
 EMI1.4 
 



  Cr, même dsns le cas d'air S1;.rox;j-géné on ne peut pas, en pratique, abaisser la teneur en azote du mélange oxydant en dessous de puisque la   teneur     maximum en   oxygène admissible  pour  ne pas détruire rapidement les tuyè- res est voisine de 40%. Il en résulte que ce mélange oxydant riche en azote donne lieu à une   incorporation   importante d'azote dans   le   bain. 



   Si on cherche à éviter l'incorporation   d'une   grande quantité   d'azb-   
 EMI1.5 
 te dans le bain en commençant très tôt le soufflage à l'aide du mélange oxycar- bonique, on augmente considérablement les risques de rendre le bain pâteux pen- dant la décarburation. 



   La présente invention a comme objet un procédé qui évite cet in- convénient et qui cependant permet de   réduire fortement   la quantité de gaz nuisibles à l'acier qui subsistent dans le bain. 



   Dans le procédé suivant l'invention, on souffle d'abord dans le 
 EMI1.6 
 bain un mélange contenant au maximum ,5% d'azcte et constitué pour le reste essentiellement d'oxygène et de vapeur d'eau dans une proportion telle que les tuyères ne se détruisent pas   rapidement   et on souffle ensuite dans le bain, tout au moins pendant la dernière partie de la déphosphoration, un mé- 
 EMI1.7 
 lange oxycarbonique contenant une quantité d'2.3of;

  e belle que le nombre iJ2 de ru3les d'azote soit, au maximum égal à 2= et une quantité de vapeur d'eau telle que le nombre Eu de môles de vapeur'S'eau soit au maximum égalâ 2 
10 
L'emploi,  pour   le soufflage   initiai     d'un     mélange   à base   d'oxy-   gène et de vapeur d'eau contenant relativement peu d'azote permet de retarder le moment à partir duauel on doit commencer le balayage   à l'aide   du mélange oxycarbonique que pour l'acier ne   contienne     que   très peu d'azote.

   De ce fait, cn ne doit pas craindre,même sans quantités très importantes d'éléments ther- 
 EMI1.8 
 mogènes, tels que le silicium, dans le bain, que celui-ci devienne i.nsuffi- samment fluide pendant la décarbvratio parce que. à égalité de teneur en oxygène libre dans le mélange 02 ..2 , et dans le mélange-2 + CC2, 1. re- frcidissen:ent dû à. la décomposition endothermique de la vapeur d'eau est moindre que celui dû à la décomposition er=i.;t.herr-4c=iùe de 1" u1=hj.dride car- bonique . 



  Par "dernière partie de la lphosproraticN", il faut comprendre, dans le présent brevet, une période finale de déphosphoration de l'ordre de grandeur d'une minute. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   De préférence, le mélange oxycarbonique susdit est soufflé dans le bain pendant au moins toute la durée de la déphosphoration. 



   Si la teneur en hydrogène dans l'acier doit être très basse, on a même intérêt à commencer le soufflage à l'aide du mélange oxycarbonique à partie de la fin de la décarburation active. En opérant de cette façon, on ne laisse pas se dissoudre dans le bain une quantité importante d'hydrogène parce que celui-ci est, en grande partie, entraîné hors du bain par l'oxyde de carbone qui se dégage en grande quantité pendant la décarburation active. 



   De préférence, le mélange oxydant à base d'oxygène et de vapeur d'eau utilisé au commencement du soufflage ne contient pas plus de 10% d'a- zote. Une teneur en azote qui convient particulièrement pour la réalisation du procédé est celle qui correspond à l'emploi d'oxygène industriellement pur,   c'est-à-dire,   d'un mélange d'oxygène et d'azote contenant au moins 90% d'oxygène. Etant donné le pourcentage d'oxygène dans le mélange O2 + H2O, la teneur en azote dans ce mélange est parfaitement acceptable. 



   La composition de la charge pour la réalisation du procédé sui- vant l'invention doit évidemment être adaptée à la composition choisie à priori pour les mélanges O2 + H2O et O2 + CO2, de la façon qui a notamment été explicitée en détail dans la   demande   de brevet de perfectionnement sus- dite. 



   Quant aux teneurs en azote et en vapeur d'eau du mélange oxycar- bonique utilisé pour terminer le soufflage, elles doivent évidemment rester relativement faibles pour que l'acier obtenu ne contienne que peu d'azote et peu d'hydrogène.    



  En utilisant un mélange oxycarbonique dans lequel le nombre H2 de môles d'hydrogène est au maximum égal à un dixième ou à cinq centièmes   du nombre G2 de môles d'anhydride carbonique, on peut obtenir facilement de l'acier qui contient respectivement trois centimètres cubes ou deux centimètres cubes d'hydrogène par 100 grammes de   métal,   
Quant à la teneur en azote du   mélange   oxycarbonique, il est   préfé-   rable que le nombre N2 de môles d'azote ne dépasse pas cinq centièmes du nom- bre G2 de mâles d'anhydride carbonique plutôt que un dixième de ce dernier nombre. 



   Pour produire un acier à très faible teneur en azote et en   hydro-   gène, on utilise avantageusement comme premier mélange oxydant, un mélange dans lequel lesnombres de môlesY1 pour l'oxygène, H1   pour   la vapeur d'eau et N1 pour l'azote sont reliés par la relation : 
1,4Y1 < N1 + 1,3H1 < 3Y1 et, de préférence, 
1,5Y1 < N1 + 1,3H1 < 2,3Y1. 



   Il va de soi qu'au lieu d'utiliser, pour chaque   phase   de souffla- ge un mélange de composition strictement constante   comme   on vient de le sup- poser, on peut, dans certaines limites, faire varier la composition du mélan- ge. Ces limites sont déterminées en considérant que le rapport h1 du nombre y1 h1 de môles de vapeur d'eau du premier mélange oxydant soufflées dans le bain 
 EMI2.1 
 BA010RtGlNAIte la durée d'un intervalle de temps d'environ 2 minutes pris à un stade quelconque du premier soufflage, au nombre y, de môles d'oJgène souf- flées simultanément dans le bain,

   ou le rapport g2 du nombre g2 de môles d' sr 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 anhydride carbonique du deuxième mélange oxydant soufflées dans le bain pen- dant toute la durée d'un intervalle de temps d'environ 2 minutes pris à un stade quelconque du deuxième soufflage, au nombre y2 de môles d'oxygène souf- flées simultanément dans le bain, ne s'écarte pas de plus de 10%, respecti- vement de la valeur moyenne H1 ou G2 pour toute la phase de soufflage considérée., Y1 Y2   Comme   on peut le constater par la lecture de ce qui précède, l'invention réside dans la coordination des deux phases de soufflage, c'est-à- dire,dans le choix particulier du moment du passage d'une phase à l'autre et dans l'appropriation, pour chacune des phases, de la teneur du mélange oxydant en vapeur d'eau, en anhydride carbonique et en azote. 



   Bien entendu, les caractéristiques physiques et/ou chimiques de la charge doivent également être appropriées à la composition des mélanges oxy-   dants   utilisés pour que, pour l'ensemble de la conversion, on réalise un bi- lan calorifique correct, c'est-à-dire pour lequel la température du bain est suffisante pour procurer de bonnes conditions de coulée. 



   Dans la détermination de ce bilan calorifique, il faut tenir comp- te des effets frigorigènes de la vapeur d'eau et de l'anhydride   carbonique   d'une manière semblable à celle qui a été exposée dans la demande de brevet de perfectionnement susdite à propos de l'utilisation d'un mélange oxycarbo- nique faisant suite à un soufflage à base d'oxygène et d'azote. 



   Le procédé suivant l'invention diffère du soufflage final à l'aide du mélange oxycarbonique précédé du soufflage à l'air, enrichi ou nonen oxygène, et présente des avantages caractérisés par rapport à ce procédé an- térieur. Il en est de même par rapport au soufflage initial au moyen de va- peur d'eau suivi d'un soufflage à l'air à l'aide   d'un   mélange d'air et de va- peur d'eau que Bessemer a proposé en termes généraux en 1855 en vue d'éviter de devoir chauffer extérieurement la cornue. 



   REVENDICATIONS. - 
1.- Procédé d'élaboration de l'acier par conversion de fonte phos-   phoreuse   dans lequel on souffle successivement dans le bain deux mélanges ga- zeux oxydants dont le dernier est un mélange pauvre en azote à base d'oxygène et d'anhydride carbonique, dénommé ci-après mélange oxycarbonique, pour lequel le rapport du nombre G2 de moles d'anhydride carbonique au nombre Y2 de môles d'oxygène libre dans le mélange avant dissociation de l'anhydride carbonique est plus grand que 1, et dans lequel on utilise une charge dont l'ensemble des caractéristiques physiques et/ou chimiques est tel qu'on réalise, pour l'ensemble de la conversion, un bilan calorifique correct afin d'obtenir, en fin de conversion,une température du bain suffisante pour procurer de bonnes conditions de coulée,

   caractérisé en ce qu'on souffle d'abord dans le bain un mélange contenant au maximum 25% d'azote et constitué pour le res- te essentiellement d'oxygène et de vapeur d'eau dans une proportion telle que les tuyères ne se   @étruisent   pas rapidement et en ce qu'on souffle ensuite   dans   le bain, tout au   @oins   pendant la dernière partie de la déphosphoration, un mélange oxycarbonique contenant une quantité d'azote telle que le   nombre   N2 de   môle   d'azote   soit,   au   maximum,   égal à G2/10 et une quantité   de vapeur d'eau   telle que le nombre H2 de moles de vapeur d'eau soit au   maximum   égal à G2/10 .

Claims

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on souffle le mélange oxycarbonique susdit dansle bain pendant tou- EMI3.1 0 pno spnoramo n <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1 3.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications préc4- dentes, caractérisa en ce qu'on souffle le mélange oxycarbonique susdit dans le bain à partir de la fin de la décarburation active.

4.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisa '. en ce qu'on utilise un :lor'?te #c-;-c8:bo:l:,---;,',:e pour lequel =J? 0, C5G') e t E2 C, 05-G2.

5.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisa en ce qu'on utilise COllli-:1e premier mélange oxydant, lL'1 mélange dans lequel les ncirbres de idoles =1 pour l'oxygène, pour la vapeur d'eau et pour EMI4.2 l'azote sont reliés par la relation : EMI4.3 1,4Yl (Tl + 1, 31-11 < 3Yl.

6.- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'on utilise corùne premier mélange oxydant un mélange dans lequel les ncrbres de rr..ô138 I; . pcu-r l'oxygène, #l pour la vapeur d'eau et lI pour l'a- EMI4.4 zote sont reliés par la relation : EMI4.5 l, 5 ßl :.il + l, 3 ?, 3Y1.

7.- Procède suivant l'une ou l'autre des revendications Drécéder¯tes, caractérisé é en ce qu'on utilise wi mélange à base d'oxygène et de vapeur d'eau contenant au Eisxinum 10% d'azote. EMI4.6

8.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précé- EMI4.7 de=1tes, caractérisé en ce qu'on utilise peur le premier 812e EMI4.8 oxydant un mélange dans lequel, pour toute la durée d'un intervalle de temps EMI4.9 d'environ 2 minutes pris à un stade quelconque du soufflage à l'aide de ce né lange, le rapport h1 du nombre h de lIlôl"',., de vapeur d'eau au '1or-:!J-"'e Ir de E-cis? r4'-."-r:-;O,,"C sc.,.'r -1.""" --1-.J ...J..... ' ' "...¯....;."-'......... ,..)I...,..- 71 fiées C'"TrI11lt!"4f"6"""eY)t dans bain, s'écarte pas de plus ïÎ vsleur flé-is ¯..l..u. c--..- -- .1", le bain, ue s'scerte pas de de Ce de -'- ",.-E'..- 1 -rC-, ,-fL. moyenne # pour toute la première phase de soufflage.

.1.1 ''Ol.Ll' tOL;'vc3 l.¯ Li.re maS.., SG,.¯.y r.se.

.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précéden- tes, caractérisé 8 en ce qu'on utilise pour le deuxième mélange o>nj- dont un mélange dans leqi-7.el, pour toute la durée d'un intervalle de terps d' environ 2 minutes pris à lU1 stade quelconque du soufflage à l'aide de ce mé- lange, le rapport 2 du noi.bre g de môles d'anhydride carbonique au nombre y 2 y de violes d'oxygène soufflées S7.1,11t8.nE.e^t dans le bain, ne s'écarte pas de plus !C/10 i,a-Lc-ur royeniie pour toute phese pli:s lr. :. Z,Ta 1 C roy-epne ±- poi=r toi:te dei;xiàme pl*a.se ;#r::.±fli- plus 10% valeur r:oyenne pour toute deuxième phase de crffla- ' T 2 EMI4.10 ge.

10.- Procédé tel que décrit ci-dessus.