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PROCEDE DE DESULFURATION RAPIDE DE L'ACIER.
Il est courant de désulfurer l'acier au four électrique au moyen de laitiers fortement calciques.
La demanderesse, de son côté, a décrit dans ses brevets belges N 432.657 et N 436.791 des procédés de désulfuration rapide.
Le premier de ces procédés consiste à traiter l'acier au moyen d'un laitier à base d'alumine et de chaux, après addition au bain métalli- que d'un élément réducteur.
Le deuxième procédé fait appel à des laitiers silico-calciques riches en chaux. On brasse violemment avec ces laitiers l'acier à traiter, additionné d'un réducteur. La fluidité du laitier,indispensable pour la réalisation d'un brassage efficace, est obtenue grâce à l'addition de fon- dants appropriés, en particulier de spath fluor, comme il est d'usage cou- rant pour les laitiers basiques. Ce procédé permet d'abaisser la teneur en soufre de l'acier de 0,030 % environ à 0,010 % et même moins, en utilisant des poids de laitier de l'ordre de 5 % du poids du métal à traiter.
Cette proportion relativement importante du laitier par rapport au métal nécessite en général la mise en oeuvre de laitiers à l'état fondu, ce qui suppose l'existence dans l'atelier d'aciérie d'un four spécialement adapté à cette fusion.
La demanderesse a tenté de remédier à cet inconvénient en recher- chant un laitier possédant à la fois un point de fusion relativement bas et un pouvoir désulfurant très élevé, de telle manière que le poids du laitier à mettre en oeuvre soit faible par rapport au poids du métal, - ces deux con-
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ditions devant permettre d'éviter la fusion du laitier au moment de l'opé- ration.
Il est bien connu que les laitiers calciques peuvent être ren- dus très fluides et avoir leur point de fusion fortement diminué par des additions de spath fluor de l'ordre de,10 ou 20 %. La demanderesse a tout d'abord tenté d'augmenter encore cette teneur, jusqu'à 30 % par exemple, dans les laitiers calciques courants ; elle a constaté qu'à cette te- neur les résultats n'étaient que très partiels, le point de fusion restant encore élevé et le laitier n'ayant pas le temps de fondre en quantité suffi- sante.
Les études de la demanderesse qui ont abouti à la présente in- vention ont montré que, contrairement à toute attente, il était parfaite- ment possible d'obtenir des laitiers à la fois très fusibles, très fluides et très désulfurants en faisant appel, comme constituants principaux, à la chaux et au spath fluor,.
L'invention, due aux travaux de Monsieur René PERRIN et de Mon- sieur Jean LAMBERTON, consiste essentiellement à brasser, pendant le temps très court du versement du bain métallique en poche, l'acier à désulfurer contenant un réducteur tel que, par exemple, du silicium ou de l'aluminium, avec un laitier contenant principalement de la chaux et du spath fluor, - à l'exclusion d'éléments acides en quantité importante - mais dans lequel les proportions respectives de chaux et de spath fluor se trouvent inversées par rapport aux proportions habituelles, c'est-à-dire qui renferme une teneur en spath fluor de l'ordre de 80 % et une teneur en chaux de l'ordre de 20 %.
Dès la fin du brassage on fait une addition de chaux importante sur le lai- tier surnageant de manière à le solidifier en partie et à diminuer ainsi sa corrosivité.
De tels laitiers, jamais encore utilisés jusqu'à présent, pré- sentent les deux propriétés requises d'être à la fois très fluides, très fusibles et d'avoir un pouvoir désulfurant très accru par rapport à tous les laitiers actuellement connus. Bien que leur agressivité vis à vis des réfrac- taires courants des poches soit relativement importante, on peut néanmoins les utiliser avec les garnissages habituels, grâce à l'addition de chaux en fin d'opération. Cette addition serait inutile, bien entendu, si l'on utili- sait des réfractaires de poche spécialement résistants, mais actuellement on n'en connait pas dont le prix de revient serait admissible pour les opéra- tions d'aciérie.
Pratiquement, la meilleure manière de mettre en oeuvre l'inven- tion consiste à introduire le laitier à l'état solide dans le jet de métal au moment de la coulée, après en avoir placé éventuellement une partie dans le fond de la poche de coulée. La coulée doit être effectuée, autant- que possible, en gros jet ou d'une hauteur suffisante pour qu'il se produise un brassage intime et violent du laitier et du métal dans la poche. Dès la cou- lée terminée et le brassage arrêté, le laitier remonte à la surface du bain métallique. A ce moment, ou un peu avant, on verse dans la poche me quantité de chaux suffisante 'Jour "sécher" le laitier. Cette chaux se dissout très rapidement dans le -Laitier surnageant et diminue ainsi considérablement son action corrosive vis à vis des réfractaires de la poche.
L'expérience de la demanderesse a montré en effet que l'action corrosive, relativement très fai- ble pendant le brassage, surtout quand celui-ci est très rapide, s'exerce d'une manière fâcheuse à partir du moment où, le brassage terminé, il s'est formé une couche de laitier au-dessus du bain. Si l'on ne prend pas la pré- caution d'ajouter de la chaux à ce moment, l'action corrosive du laitier commence très rapidement et continue à s'exercer pendant tout le temps de la coulée du métal en lingotières. L'addition de chaux au moment opportun permet de supprimer pratiquement cet effet et c'est grâce à elle qu'il est possible de mettre en oeuvre les laitiers objet de l'invention dans les poches ordinai- res d'aciérie.
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La quantité de chaux à. ajouter en fin d'opération dépend bien entendu de la quantité de laitier mise en oeuvre. Elle peut être, par exem- ple, de l'ordre de 3 ou 4 fois le poids du laitier. L'addition sera faite de préférence sous la forme de morceaux de dimensions moyennes ou de grains.
Sans sortir du cadre de l'invention on peut remplacer la chaux, en partie ou en totalité, par une autre matière réfractaire susceptible de produire le même effet de "séchage" du laitier. La dolomie donne de bons résultats.
En ce qui concerne le laitier lui-même, il doit de préférence être préparé à l'avance par fusion de chaux et de spath fluor dans les pro- portions indiquées, puis refroidi et broyé en grains d'une dimension conve- nable. On le charge dans le jet métallique sous cette forme à l'état solide; il fond très rapidement au contact du métal, s'y disperse grâce au brassage obtenu par la violence du versement, et son action désulfurante est quasi instantanée. Ce mode opératoire permet d'ailleurs d'éviter l'installation d'un four de fusion dans l'atelier d'aciérie. On peut également, au lieu de fondre le mélange de chaux et de spath fluor ensemble, préparer le laitier par frittage de ces deux éléments.
Si, au lieu d'introduire un laitier préformé, on charge un mélan- ge de grains de chaux et de grains de spath, la durée du versement du bain métallique n'est en général pas suffisante pour assurer la fusion complète de ces éléments,-et l'effet de désulfuration obtenu est faible.
La granulométrie du laitier doit être de préférence choisie de telle manière qu'il n'y ait pas une proportion trop grande de gros grains, qui fondraient plus difficilement. Il ne doit pas y avoir non plus de grains trop fins, car ceux-ci seraient soufflés au moment du versement du métal et ne réagiraient pas. Pratiquement, un mélange de grains de diamètre inférieur à 2 mm. et contenant moins de 20 % en poids de particules de moins de 0, 1 mm. donne satisfaction.
Les proportions indiquées ci-dessus de chaux et de spath fluor ne sont bien entendu pas rigoureuses et peuvent varier approximativement entre les teneurs:
EMI3.1
<tb> CaO <SEP> ................. <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 40 <SEP> %
<tb>
<tb> Spath <SEP> ............... <SEP> 60 <SEP> à <SEP> 85 <SEP> % <SEP>
<tb>
En outre, on peut ajouter au laitier d'autres éléments fondants de préférence basiques; on s'efforcera en général d'éviter les additions à caractère acide susceptibles de se combiner à la chaux.
Les quantités de laitier à mettre en oeuvre varieront suivant les teneurs initiales du métal en soufre et les teneurs finales que l'on dé- sire obtenir. A titre indicatif, une proportion en poids de 2 à 3 % par rap- port au poids du métal traité permet d'abaisser la teneur en soufre de 0,030% à 0.010 %.
L'effet désulfurant du laitier sera d'ailleurs d'autant meilleur que celui-ci sera moins pollué en cours d'opération par des laitiers parasi- tes provenant du four de fusion du métal et entraînés par lui au moment du versement. On s'efforcera donc d'éviter dans toute la mesure du possible l'entraînement dans le jet métallique de tels laitiers parasites, soit en effectuant immédiatement avant coulée un décrassage très soigné du métal, soit en utilisant tous dispositifs connus permettant au moment de la coulée de re- tenir ces laitiers.
Pour mieux illustrer l'invention, il est donné ci-dessous un exem- ple de réalisation:
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EXEMPLE - 1 tonne d'acier extra-doux a été fondue au four électrique.
On a ajouté au bain fondu 04 % de silicium sous forme de ferro- silicium à 75 % de Si. Après un décrassage très soigné, on a basculé le four et coulé le métal en laissant tomber dans le jet de coulée 25 Kgs d'un lai- tier solide broyé en grains fins et contenant environ 25 % de chaux et 75 % de spath fluor.
Ce laitier avait été préparé par fusion des deux éléments sui- vie de refroidissement et broyage.
Le niveau de la poche se trouvait à lm, 50 en dessous du chenal de coulée du four et il s'est produit un bon brassage entre métal et laitier.
Le laitier a fondu presque instantanément et a été dispersé dans le métal.
Immédiatement avant la fin de la coulée, on a jeté dans la poche 50 Kgs de chaux en grains. On a laisse décanter le laitier pendant quelques instants, puis on a coulé le métal en lingotières. L'examen ¯.de la poche après coulée a montré qu'il n'y avait pas eu d'usure anormale des réfractaires.
La teneur en soufre du métal, qui était de 0,043 % dans le bain métallique avant coulée, est tombée à 0, 021 % (teneur dosée sur les lingots coulés).
REVENDICATIONS.
L'invention concerne:
1) Un procédé de désulfuration rapide de l'acier, consistant à brasser, pendant le temps très court du versement du bain métallique en po- che, l'acier à désulfurer avec un laitier constitué essentiellement de 15 à 40 % en poids de chaux et 60 à 85 % de spath fluor.
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