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  PROCEDE, POUR LE TRAITEMENT PRELIMINAIRE DE LA FONTE THOMAS BRUTE, EN 
VUE DE LA PRODUCTION D'ACIER THOMAS. 



   La production d'acier Thomas donne lieu à de fréquentes difficul- tés, qui influencent défavorablement aussi bien la qualité de l'acier Thomas produit que la rentabilité du procédé Thomas d'affinage au vent. Ces diffi- cultés proviennent principalement de la mauvaise tenue au soufflage de la fonte Thomas brute, qui est essentiellement fonction de la teneur en silicium et de la température de la fonte brute,. ainsi que de la constitution du con- vertisseur et de la hauteur du bain. Pour un convertisseur de type déterminé et une même hauteur de bain, la tendance que présente   =0-,fonte   brute physi- quement chaude à donner lieu à des projections est d'autant plus marquée que la teneur en silicium de la fonte est plus élevée.

   Suivant la valeur de cette teneur, la perte par projections peut atteindre 30 à   40 %   de la charge de fonte brute. 



   Lors du soufflage d'une fonte brute normale avec une teneur en si- licium de 0,20 à 0,30 %, il se produit tout d'abord, au moment du soufflage de l'oxygène de l'air, scorification du silicium. Cette scorification du si- licium,compte non tenu de la quantité d'oxygène admise par unité de temps, se produit d'autant plus rapidement que la température durbain est plus basse. 



  Environ deux à trois minutes après scorification du silicium, débute, outre la scorification du manganèse déjà amorcée, la réaction de décarburation. 



  Indépendamment de la teneur en silicium et en manganèse, la décarburation commence d'autant plus tôt et plus activement que le bain de fonte est plus chaud. Lors du soufflage d'une fonte brute avec une teneur en silicium de 0,40 à 0,80 %, la décarburation commence beaucoup plus tôt et de manière bien plus active que lors du soufflage d'une fonte brute ordinaire et ce, en rai- son du dégagement bien plus important de chaleur résultant de la scorifica- tion du silicium. Avec l'accroissement de température, la réaction-de décar- buration est accélérée et la scorification du silicium retardée. Environ trois à quatre.minutes-plus tard, le dégagement violent d'oxyde de carbone 

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 occasionne le commencement des projections du convertisseur.

   Au fur et à me- sure que le soufflage se poursuit, les projections s'accentuent, puis dimi- nuent au bout de 8 à 10 minutes. Pendant cette période, les projections ne se produisent pas de manière continue, mais par à-coups. Ceci doit être at- tribué à un dégagement local particulièrement vif d'oxyde de carbone, qui s'échappe en entraînant de la fonte liquide.-En pratique on a essayé jus- qu'ici, lors du soufflage d'une fonte brute riche en silicium, de réduire les projections soit en étranglant le vent de la soufflerie, soit par addition particulièrement importante de chaux, soit encore en soufflant la fonte bru- te physiquement froide. Toutes ces mesures tendent au même résultat, savoir diminuer, au début de la réaction de décarburation, la rapidité de l'éléva- tion de température déterminée par la combustion importante du silicium. 



   La production au haut-fourneau d'une fonte brute convenant bien au soufflage, c'est-à-dire à faible teneur en silicium (0,20 à 0,30 %) pré- sente des difficultés d'ordre métallurgique et économique. Pour une même ba- si cité du laitier, la production   d'une' fonte   pauvre en'silicium entraîne toujours, en raison-de la faible température de soufflage, une teneur éle- vée en soufre, un laitier de haut-fourneau difficile à mettre en valeur, ainsi'' qu'une forte charge de coke. 



   On sait que l'élévation de température du vent.permet de réali- ser des économies de coke. Le gain atteint, pour 1000 d'élévation de tempé- rature du vent, 50   Kg   de coke par tonne de fonte brute. Pour un laitier de même basicité, une élévation de la température du vent détermine, en même temps, un accroissement de la teneur en silicium et une diminution de la te- neur en soufre. Le fonctionnement du haut-fourneau est meilleur et l'on ob- tient, outre une fonte riche en silicium et pauvre en soufre, une scorie con- venant bien mieux à une mise en oeuvre ultérieure. 



   Le traitement préalable de la fonte brute Thomas en vue de l'éli- mination du silicium n'est pas une chose nouvelle. Il a été proposé, par exemple, d'utiliser de l'eau sous forme liquide pour ce traitement préalable d'élimination du silicium. Mais, le traitement de la fonte brute par l'eau liquide retire trop de chaleur à la fonte, ce qui nuit à l'économie du pro- cédé Thomas. 



   Il a été également proposé de soumettre la fonte brute à un traitement préalable par l'oxygène gazeux. Mais, l'emploi d'oxygène pur ou fortement concentré amène une surchauffe indésirable du bain. En traitant par l'oxygène une fonte brute riche en silicium, que ce soit dans un con- vertisseur, une poche , ou un autre récipient, il se produit, avant même la scorification complète du silicium, une élévation de la température de la fonte, telle que l'on ne peut éviter la réaction de décarburation et les bouillonnements violents du bain qui en résultent. Un autre inconvénient du traitement .préalable de la fonte brute par l'oxygène réside dans une forte scorification du fer et du manganèse. Une partie du fer est ainsi vaporisée, ce qui entraîne un dégagement désagréable de fumées. 



   En vue de remédier aux inconvénients précités du procédé utilisé jusqu'à présent, le procédé selon l'invention consiste,-partant d'une fonte brute, intentionnellement soufflée à haute teneur en silicium en vue d'amé- liorer la rentabilité du procédé, à traiter préalablement celle-ci dans un convertisseur, une poche ou autre récipient analogue, par un mélange gazeux constitué par de l'oxygène et de la vapeur d'eau, ou par de l'oxygène et de l'anhydride carbonique, ou encore par del'oxygène et de l'azote, de telle   ma-   nière que, en vue d'éviter que la réaction de décarburation ne se produise pendant la scorification du silicium, la température de la fonte ainsi prépa- rée ne puisse, lors des traitements ultérieurs, être supérieure à celle qui règne, au cours du soufflage d'une fonte brute normale,

   à la fin de la sco- rification du silicium ou au début de la réaction de décarburation. Les con- ditions prescrites de température peuvent être observées par l'utilisation des mélanges gazeux d'affinage sus-indiqués. Les proportions au mélange oxy- gène-vapeur d'eau, oxygène-anhydride carbonique ou oxygène-azote, varient en fonction de la teneur en silicium de la fonte. Le refroidissement du bain résultant de la présence de la vapeur d'eau, de l'anhydride carbonique ou 

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 de l'azote, représente, au point de vue économique, une importance toute par- ticulière, provenant de l'abaissement de la scorification et de la vaporisa- tion du fer. Dans le cas où il est fait usage du mélange oxygène-azote, il est avantageux de maintenir dans le mélange une teneur en oxygène inférieure à celle existant dans l'air atmosphérique. 



   Au cours du traitement préalable de la fonte brute, la teneur en silicium ne doit pas descendre en-dessous de   0,10 %   afin de ne pas diminuer, lors du traitement ultérieur, la liquéfaction de la chaux et la solubilité ci- trique del'acide phosphorique du laitier Thomas. Après son traitement préala- ble, la fonte brute peut être soufflée au convertisseur, à l'aide de vent, de vent enrichi en oxygène, d'oxygène avec vapeur d'eau, ou de vapeur d'eau avec anhydride carbonique, avec addition de mitraille ou de minerai, sans don- ner lieu à projectionso 
Il est également avantageux de mélanger aux agents d'affinage ga- zeux précités (oxygène et vapeur d'eau, oxygène et anhydride carbonique, oxy- gène et azote) des substances solides porteuses d'oxygène, sous forme pulvéru- lente, telles, par exemple, que : oxyde de fer, pierre à chaux ou soude.

   L'a- vantage qui résulte de cette addition réside dans le fait que, dans le cas de l'utilisation d'oxyde de fer pulvérulent, par exemple, la réduction de l'oxyde de fer absorbe   de %   chaleur tout en affinant le silicium. Les avan- tages de l'utilisation de pierre à chaux ou de soude pulvérulentes résident en ce que ces carbonates cèdent leur anhydride carbonique en absorbant la chaleur du bain, et que, simultanément, l'anhydride carbonique qui se dégage exerce une action d'affinage sur le bain, tout en lui retirant de sa chaleur. 



   REVENDICATIONS. 



   1) Procédé pour le traitement préliminaire de fonte brute, et en particulier de fonte Thomas, à haute teneur en silicium convenant mal au soufflage au convertisseur, caractérisé en ce que l'opération, connue en soi, d'élimination du silicium, effectuée dans un récipient, tel qu'un convertis- seur, une poche, ou analogue, est poussée seulement jusqu'à une teneur de 0,10 à 0,15 % de Si, et qu'il est fait usage, pour cette opération, d'un agent gazeux d'affinage avec des substances solides pulvérulentes porteuses d'oxygène ou d'anhydride carbonique, incapables de déterminer une élévation de la température du bain au-dessus de la valeur de la température qui règne dans un convertisseur, après élimination du silicium   d'une.fonte   brute nor- male, présentant de bonnes qualités de soufflage.

Claims

2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le débit et la composition du vent d'affinage sont réglés de manière à mainte- nir la température du bain au-dessous de celle nécessaire pour la décarbu- ration.

3) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, en vue de l'élimination du silicium et du réglage de la température, la fonte brute est soumise à un traitement préalable par un mélange gazeux d'oxygène et de vapeur d'eau.

4) Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, en vue de l'élimination du silicium et du réglage de la température, la fonte brute est soumise à un traitement préalable par un mélange de gaz, constitué par de l'oxygène et de l'anhydride carbonique.

5) Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, en vue de l'élimination du silicium et du réglage de la température, la fonte brute est soumise à un traitement préalable par un mélange de gaz, constitué par de l'oxygène et de l'azote, dans lequel le pourcentage d'oxy- gène est inférieur à celui de l'air atmosphérique.

6) Procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, en vue de l'élimination du silicium et du réglage de la température, <Desc/Clms Page number 4> la fonte brute est soumise à un traitement préalable par l'un des mélanges gazeux précités, avec addition, sous forme pulvérulente, d'oxyde de fer, de pierre à chaux et/ou de soude.