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PROCEDE POUR LA FABRICATION AU CONVERTISSEUR D'UN ACIER PAUVRE EN
PHOSPHORE, EN AZOTE ET EN OXYGENE.
La fabrication au convertisseur d'aciers pauvres en phosphore et en azote a fait à plusieurs reprises l'objet de recherches et d'inventions.
L'essentiel dans ces recherches et inventions est que la fabrication de ces aciers a lieu à partir d'une fonte dont la composition correspond à celle de la fonte Thomas normale, c'est-à-dire à une fonte comportant environ
3,3 à 4% de carbone
0,20 à 0,50 % de silicium
0,3à 1,2 % de manganèse
1,5 à 2,2 % de phosphore
La transformation de cette fonte au convertisseur basique est caractérisée en ce que l'opération d'insufflation se fait en deux stades.
Dans le premier stade, on sépare les éléments tels que le ailicium, le manganèse et le carbone et dans le second stade, après élimination de ces éléments, on sépare alors seulement le phosphore. Le déroulement du procédé précité et la combustion du phosphore dans la période d'insufflation ultérieure ont pour effet que l'acier se différencie notablement du point de vue qualitatif, en particulier du point de vue de sa teneur en azote et en oxygène, de leader Siemens-Martin,,
On sait également qu'après la phase normale de refroidissement au vent, on peut transformer en acier d'autres catégories de fontes., par
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exemple des fontes aclêreuaea présentant une teneur minime en phosphore et une teneur élevée en manganèse et en silicium.
La durée de la période d'insufflation ultérieure ests pour ces catégories de fontes? plus courtes v@
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la teneur moindre en phosphores que lors de 191nsllf'flati de fonte Thomas normale.
Lors de la transformation de cette fonte en acier à 19 aide de
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vent normal, il s-lest toutefois avéré que le déroulement de 1?opération d9însufflat:Lon se différencie fort peu, du point de vue de la séparation du phosphore et du point de vue de la teneur en azote de leader finide la composition d9un acier obtenu par Insufflation de fonte Thomas normale.
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La seule différence, lors de 1?inxnfflation de fontes aclêreuses, e9est-à-dire de fontes présentant une teneur en silicium de 0s5 à 1 %, une teneur en manganèse de le5 à 2s5 %s une teneur en phosphore de 091 à 0s4 % et une teneur en carbone au moins supérieure à 4 % réside., du point de vue de la composition de leader fini., dans le fait que la teneur en manganèse est un peu plus élevée que dans le cas de leader Thomas.
Cependant? cette teneur en manganèse dépend de la teneur en phosphore de leader.
On a cependant entre temps trouvé des procédés permettant de préparerà partir de fonte Thomas, un acier pauvre en phosphore et en azote, à cette différence près toutefois que la teneur en oxygène de cet
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acier est sensiblement plus élevée que dans leader Siemens=Mart1n normal et ne peut être abaissée que par l'addition d'agents désoxydants.
Il ressort de 19 état de la technique connu jusqu'à présent qu9il est absolument nécessaire, pour obtenir des aciers pauvres en azo-
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tes que la période ultérieure d9insufflation soit courtes et qu'il faut surtout opérer à une basse température de travail. En pratique, ces mé-
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thodes ngont cependant, pas, jusqu'à présent, permis de produire sûrement des aciers pauvres en azote; de plus, ces méthodes présentent 191noonvé- nient que pendant la période de déphosphoration leader est particulièrement riche en oxygène, phénomène qui est inhérent au procédé.
La présente invention a maintenant pour objet la production d'un acier qui est non seulement pauvre en azote et en phosphore, mais également pauvre en oxygène. Ce problème est résolu par le fait que,contrairement à ce qui se passe dans le cas des procédés de fabrication connus depuis long- temps., le présent procédé se déroule en un seul stade.
La condition première pour la mise en oeuvre du procédé conforme à 1?invention est que la fonte ait une composition correspondant à celle
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des fontes aciéreusex connues jusqu9à présent. La fonte doit donc avoir la composition moyenne suivante 0:14 à 1 % de silicium 1,5 à 2s5 % de manganèse
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3s8 à 4s5 % de carbone, et 0sl à z7 % de phosphore.
Le principe fondamental du procédé est que cette fonte est., du début à la fin, refroidie soit avec un vent enrichi en oxygènes soit avec
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un mélange formé d'oxygène et de vapeur deeau. Lors du refroidissement avec du vent enrichi en oxygène la fraction d'oxygène dans le gaz frais doit atteindre de 28 à ±5 % en volumes tandis que lors de li.nsufflation avec de 1?oXygène et de la vapeur d9eaa.9 on soit utiliser un mélange dans lequel le rapport entre 1?oxygène pur et la vapeur deau. est de lil à 1,.192.
Lgessentiel pour l'invention, lorsque on utilise du vent enriz chl enacygène ou un mélange constitué par de 1 oxygène et de la vapeur d'eau, est qz31 se développe lors de P1nSuf'fiat10n de la fonte sus=1ndiquée, su±fisamment de chaleur; en d9aù.tres termes la fraction oxygène doit être calculée assez élevée pour qU9il se développe une chaleur suffisante permettant
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d9aoutex au bain, par tonne de fonte,9 au moins 40 kg de minerai ou de battitures.
Pour Inexécution pratique du procédé, il est en outre essentiel que les agents oxydants de refroidissements, tels que le minerai ou les battitures, avec la chaux nécessaire pour la liaison de 1?acide phos-
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phorique et de 19aolde silîcîqueg soient ajoutés au convertisseur en une fois.. ou par petites portions, au début de 1?opération d'insufflation ou au plus tard lorsqu?on atteint 50 % du temps global d'insufflation qui correspond au temps d'insufflation préalable dans les procédés de àbrication connuso Pour liquéfier plus rapidement la chaux ajoutée, il est avantageux d'ajouter encore du spath fluor.
En utilisant le procédé décrite on obtient un acier pauvre en azote,,en phosphore et en oxygène, tandis que le déroulement du procédé a 31 eu comme suit
En utilisant les gaz frais indiqués et en ajoutant simultané-
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ment de la ehaux, du minerai de fer et des battitures, éventuellement aussi en ajoutant du spath fluor, la fonte est refroidie tandis qu9il se for- me, en même temps qu9une séparation du silicium et du manganèse, une scorie riche en oxyde de fer et rendue basique par la chaux;, ce qui constitue la condition pour une déphosphoration simultanée.
Le comportement de cette scorie permet à la déphosphoration d'avoir lieu pendant la période de dé-
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carburation et d9avoir alors une importance telle que.\1 suivant l9invention il se forme déjà à la fin de ladite période de décarburation un acier pauvre en phosphore, ce qui supprime la période d9insufflation ultérieure nécessaire usqu9à présent pour la déphosphoration tandis qu'il ne se pro- duit pas d9enrïchissement en oxygène.
L9avantage particulier du procédé indiqué ne réside pas seulement dans la séparation anticipée du phosphore;, mais encore dans le fait que les gaz frais,à savoir le vent enrichi en oxygène ou un mélange formé d'oxygène et de vapeur d'eau, produisant une température assez élevée pour que la combustion du manganèse se fasse sensiblement plus lentement que
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dans les opérations de fusion normales -conduites à fro1d, de aorte qu'à la fin de la période de décarburation le bain renferme une quantité rela- tivement élevée de manganèse qui, en liaison avec le carbone, empêche l'a-
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aier d'absorber de 1?oxygènes absorption qui comme on le sait déemit, lors de l.9:
tnsuffiat10n de fonte Thomas, au cours de ce qu'on appelle la période d9i.tafflat3.on ultérieure, à la fin de cette opération, on dispose d'un acier pauvre en carboneriche en manganèse eten même temps, pauvre en azote, en phosphore et en oxygène, qui dans sa composition chimique
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ne se différencie pratiquement pas de leader Siemens-Martin et possède également les mêmes propriétés technologiques. Une désoxydation .supplémen- taire de leader pour la dégradation de l'oxygène n'est plus nécessaire.
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I/utilisation d'un vent enrichi en oxygène, avec une concentration en oxygène de 28 à 45 $9 ou l.l11nsufflat1on avec de 1?oxygène et de la vapeur d'eau constitue la raison pour laquelle la teneur en azote est toujours du même ordre de grandeur que dans le cas d'acier Siemens-Martin normal., c.l1est-à-d1re est lé â.9 o dc de 0/00'. à 09 OOg %0
Un autre avantage de ce procédé réside dans le fait qu'on peut au choix produire un acier chau@ sans que la température influence notablement la teneur en azote;, en phosphore et en oxygène, de sorte que l'acier peut être coulé en source.
On a déjà fait de nombreux essais pour provoquer préalablement la déphosphoration, mais il fallait dans tous les cas faire appel à des
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mesures ooispllquées pour atteindres au moins dans une certaine mesure, le but recherchés, la dêphoophoration étant provoquées, par exemple, à 1?aide de scories particulières préparées à 1?extérieur du convertisseur ou par des agents de déphosphoration particuliers qui étaient insufflés avec le mélange
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d'insufflation, au travers du fond du convertisseur;, si bien que l'utilisation pratique a été abandonnée par suite de son caractère peu économique .
Par contre, le procédé conforme à 1?invention se caractérise par son extrême simplicité et par le fait qu'il n'utilise que des agents de déphosphoration connus., par exemple de la chaux!! ce qui lors de l'utilisation pratique assure une haute économie.
REVENDICATIONS.
1. - Procédé pour la fabrication au convertisseur d'un acier pauvre en phosphore., en azote et en oxygène à partir d9une fonte présentant une teneur en phosphore de 0,1 à 0,7% une teneur en silicium de 0,4 à 1 % une teneur en manganèse de 1,5 à 2e5 % une teneur en carbone de 3,8 à 4,5% caractérisé en ce quon insuffle en un stade opératoire unique, du début à la fine dans un convertisseur à insufflation par le fond., la fonte à l'aide d'un vent enrichi en oxygène ou à l'aide d'un mélange formé d'oxygène ou de vapeur d'eau, en ajoutant simultanément de la chaux et du minerai ou des battitures de laminage., en une fois ou par portions.