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L'avantage principal de 'l'élaboration de leader dans le four à sole résidait auparavant dans les quantités considérables de mitrailles et de déchets de laminoirs qu'il y a quelques dizaines d'années encore les aciéries avaient à leur disposition en quantités excédantes, et qu'elles pouvaient traiter en addition à la fonte dans les fouisà sole.
Le développement considérable de la production de l'acier dans les dernières dizaines d'années a eu pour
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conséquence de réduire toujours davantage les quantités de mitrailles disponibles pour le procédé autour à sole dans le monde entier. On s'est donc efforcé de réduire autant que possible la proportion de mitrailles dans la charge et d'augmenter la proportion de fonte. Toutefois, si la proportion de fonte dans la charge augmente,le travail d'affinage à fournir dans le four à sole s'élève de telle sotte que la fusion se tire en longueur il en résulte une plus grande consommation d'énergie et de matières réfractaires ainsi qu'une augmentation des frais de main d'oeuvre.
On a depuis longtemps cherché à rendre plus économique le procédé fonte-mitrailles en augmentant le pourcentage de fonte dans la plus grande mesure possible. Ces tentatives étaient basées sur la connaissance de l'avantage qu'il y avait de mettre à la disposition du four d'aciérie une fonte qui répondait dans une grande mesure aux exigences du travail d'affinage.
Dans ce but, la fonte doit être aussi chaude que possible, afin que les frais de combustible de l'aciérie soient contenus dans des limites modérées et que la durée de la fusion ne devienne pas trop longue. En outre sa teneur en silicium doit être aussi faible que possible afin qu'il ne se forme pas de trop grandes quantités de laitier dans le four à sole. D'autre part, la fonte doit être à basse teneur en soufre afin que la désulfuration dans le four d'aciérie ne donne lieu à aucune difficulté.
Enfin, au point de vue de la teneur des autres éléments accompagnant la fonte, comme le phosphore, elle doit se présenter dans des conditions aussi uniformes que possible, afin que l'usine puisse employer un processus d'élaboration constant. La teneur en phosphore d'une fonte à traiter par le procédé fonte-mitraille doit être aussi basse que possible.
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Tàus les essais qui ont été faits pour obtenir au haut-fourneau une fonte qui réponde à toutes' les conditions mentionnées ci-dessus ont toutefois échoué . Ainsi, on obtient au haut-fourneau une fonte chaude en général relativement riche en silicium car toutes autres conditions restant égales si la température augmente, la teneur en silicium de fonte croit également. Une fonte pauvre en silicium obtenue par une marche froide du haut-fourneau tend de nouveau à présenter une teneur.en soufre relativement élevée ear-la teneur en soufre croit à mesure que la teneur en silicium diminue.
On a ainsi été amené à éliminer les défauts inhérents à la fonte habituelle du haut-fourneau par un traitement approprié de la fonte liquide avant son introduction dans le four à sole. Le plus souvent le traitement préalable de la fonte est effectué dans des mélangeurs susceptibles d'être chauffés, éventuellement avec addition de chaux et de minerais de fer. Le mélangeur d'affinage préalable, sus- ceptible de chauffe a essentiellement pour fonction de ré- duire la teneur en silicium de la fonte et d'augmenter la température de celle-ci. La teneur en phosphore de la fonte @ n'est pratiquement pas changée par le traitement habituel dans le mélangeur.
Toutefois un effet sensible du traitement d'affinage préalable ne peut être obtenu que si la fonte . séjourne assez longtemps dans le mélangeur, ce qui est de sa; . part., lié à une dépense considérable de combusti- ble, d'additions, de matières réfractaires et de main ,-t'oeuvre. Le procédé de fabrication de l'acier est ainsi rendu plus coûteux par un traitement préalable efficace dans le mélangeur.
Pour remédier à cet inconvénient on a étudié des procédés qui ont pour objet d'effectuer le traitement préalable de la fonte à l'intérieur de la poche de coulée
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dans laquelle elle est amenée du. haut -fourneau à l'aciérie, par soufflage d'oxygène. L'affinage préalable au moyen d'oxygène permet d'obtenir d'une façon certaine au bout de peu de temps une réduction de la teneur surélevée en silicium et une augmentation de la température. La teneur en phosphore ne peut de toute façon pas non plus être abaissée pratiquement par ce procédé, parce que l'oxyda- tion du phosphore lors de l'affinage préalable à l'oxygène - de la même manière que dans un convertisseur Thomas - ne se produit que lorsque le carbone est brûle d'une ma- nière essentielle.
Une réduction de la teneur en carbone de la fonte ne peut toutefois pas être effectuée dans les poches de cJulée habituelles à cause des expulsions qui se produisent lors de l'affinage. '
Comme on ne peut donc pas réduire dans une mesure sensible la teneur en phosphore de la fonte ni par le trai- tement préalable de la fonte dans un mélangeur susceptible d'être chauffé ni par affinage préalable au moyen d'oxygène dans la poche de coulée, on a dù dans les deux procédés, partir d'une fonte qui présentait déjà au haut-fourneau invariablement la teneur maximum en phosphore de 0,305 nécessaire au traitement dans le four à sole d'après le procédé fonte-mitraille.
Une fonte qui possède cette teneur maximum en phosphore ne peut être produite dans le haut-fourneau qua par-l'emploi d'un minerai pauvre en phosphore. Toutefois la fourniture de tels minerais rencontre fréquemment des difficultés, du fait notamment des dépenses considérables de transport. mais dans l'industrie sidérurgique il est d'une grande importance au point de vue économique de pou- voir toujours traiter les minerais qui peuvent être livrés aux prix les plus bas et dans les conditions les plus favo- rables du transport, sans que leurs propriétés de fusibilité @
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ne soient soumises à des restrictions par des limites d'analyse trop étroites spécialement en ce qui concerne la teneur en phosphore.
La présente invention procure un procédé qui permet de transformer d'une manière simple et économique en un métal préliminaire le plus apporprié, à l'élaboration de l'acier dans le four à sole ou le four électrique, pratiquement toute fonte venant du haut-fourneau, sans que des conditions restrictives ne soient posées quant à sa.composition, avant tout au point de vue de la teneur en phosphore.
Suivant l'invention on produit, en partant d'une fonte phosphoreuse, un métal préliminaire pour l'élaboration de l'acier au four à.sole ou au four électrique en soumettant à un affinage préalable de la fonte brute à une teneur en phosphore de plus de 0,30 % dans un tambour, garni de matière réfractaire et tournant autour d'un axe horizontal ou pratiquement horizontal, à l'intérieur duquel un agent d'affinage enrichi d'oxygène, de préférence de l'oxygène industriellement pur est insufflé dans le bain de fusion au moyen de tuyères qui pénètrent, par des ouvertures pratiquées dans les parois d'extrémités du tambour, à l'intérieur de celui-ci et immergent de haut en bas au travers de la couche de laitier, de préférence o- bliquement, sous la surface du bain.
Abstraction faite de la combustion des éléments silicium et manganèse qui se fait de la manière usuelle, l'oxydation du phosphore se produit alors en même temps que celle du carbone, le phosphore s'oxydant plus rapidement que le carbone.
Des essais ont montré que par exemple une fonte brute à 1,85% de phosphore et 3,8 % de carbone présentait après le traitement d'affinage ci-dessus décrit dans le récipient d'affinage rotatif, au bout de 35 minutes, une teneur de 0,30 % en phosphore et de 1,45% en carbone.
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La température s'était alors élevée de 1340 c que la fonte présentait après coulée du haut-fourneau à 1490 c le procédé suivant l'invention permet donc d'amener les fontes brutes provenant du haut-fourneau et dont la teneur en phosphore est considérablement plus élevée que celle admissible pour les fontes destinées normalement aux aciéries, à une teneur en phosphore semblable à celle que doivent présenter les charges de fonte dans le procédé fonte-mitraille usuel.
L'emploi du procédé proposé libère les aciéries même la dans une mesure étendue des soucis de désulfuration Comme pour la fonte destinée au procédé d'affinage préliminaire suivant le procédé décrit, les hauts-fourneaux ne sont pra- tiquement plus liés à des limites maxima de teneur en sili- cium de la fonte, ils peuvent fournir simplement une fonte relativement pauvre en soufre avec une teneur en silicium accrue de manière correspondante, car le silicium est élimi- né dans le traitement d'affinage préalable.
Toutefois, on peut aussi , lors de l'application du procédé suivant l'in- vention, rendre très simplement utilisables pour les acié- ries des fontes même très riches en soufre , comme celles fournies par le procédé "a.cide" au haut-fourneau, car une désulfuration, par exemple à.l'aide de soude peut se faire purement et simplement avant le traitement d'affinage préli- minaire ou en jonction avec celui-ci.
On a constaté que lorsqu'on emploie au four à sole des fontes qui ont subi un affinage préliminaire suivant le procédé qui fait l'objet de l'invention, on obtient par rap- port au procédé appliqué jusqu'ici une augmentation de ren- dement pouvant atteindre 50 %. En outre il est très important que l'emploi du procédé d'affinage préliminaire suivant l'inven- tion de la charge de fonte permet,sans nuire au rendement du four d'aciérie,
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de dresser CQ,1sid rabicuient 1.s lit-itcs s Llr"',106'S connues jusqu'à présent du procédé fonte-mitri illes.
L'affinage prcalable selon l'invention doit être terminé avant que la teneur en carbone de le. fonte ait été réduite dans une mesure telle que la fonte soit rendue im propre à la production d'scier dans les fours à sole ou les fours électriques, Quand par exemple le four à sole n'est charge que de fonte,la teneur en carbone de la fonte doit être de 0,5% environ= quand le four à sole est charge' en partie de fonte et en partie de mitraille, il est nécessaire pour obtenir un affinage satisfaisait, que la fonte ait une teneur plus grande en, carbone d'pendant de la quantité de
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mitraille, lLt:tld, ;;>:
,1' exemple, 1- charge consiste en quantités égales de fonte et de mitraille, il est désirable que la. teneur en carbone de la fonte soit de 1,3 à 1,4% environ.
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L'emploi du proc d'5 d'ffinc.ge préalable proposé permet aussi de produire un m ¯tal préliminaire qui convient le mieux à l'élaboration au four électrique.
Lnfin, le procède suivent l'invention permet d'obte- nir au moyen d'une fonte phosphoreuse, comme la fonte Thomas, des alliages ferreux pour tous usages présentant une teneur en .carbone comprise entre 0,1 et 2,5 % l'élimination du phosphore dans la fonte étantrégléepar des mesures métallurgiques, A @ titre d'exemple, on peut obtenir de cette manière une fente à 2%c environ et à 0,2,: à 0,3% de P. comme c'est nécessaire dans la fabrication des tubes en acier coulé.
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Procédé pour la fabrication d'un métal préliminaire destine à la production d'acier dans les fours à sole ou los fours électriques, caractérisé on ce que la fonte ayant une teneur en phosphore de plus de 0,30 est soumise à un affi nage préalable dans un tambour garni de matière réfracta ire et tournant autour d'un axe horizontal ou pratiquement hori-
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zontal, dans lequel un agent d'affinage enrichi d'oxygène, de préférence d'oxygène industriellement pur, est insuflé dans le bain de fusion au moyen de tuyères pénétrant, par des ouver- tures pratiquées dans les parois frontales du tambour,
à l'in t 'rieur de celui-ci et immergeant de haut en bas au travers de lacouche de laitier, de préférence obliquement, sous la surface du bain , et en ce que l'affinage préalable est termina avant que 1- teneur en carbone de le fonte ait été réduite dans une mesure -telle que 1: fonte ait été rendue impropre à la production d'acier dans les fours à sole ou les fours électriques.