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Procédé pour la fabrication d'aciers alliés et non alliés à faibles teneurs en soufre et en phosphore, dont 1* ordre de grandeur est usuel dans les aoiers affinés.
Comme les besoins en acier dont le degré de pureté est élevé, de l'ordre de celui qui est usuel dans les aciers affi- nés, croissent toujours, il s'avère nécessaire de fabriquer d'une manière économique également à partir de fonte Thomas et de matières premières analogues, des aciers dont le degré de pureté soit élevé et en particulier des aciers dont la teneur en carbone est élevée. Il est vrai qu'il est connu d'utiliser,
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pour atteindre ce but, de l'acier affiné au préalable au convertis- seur Thomas, comme charge du four électrique. Cette voie est cependant dispendieuse.
Il est également possible de fabriquer des aciers faible teneur en carbone, à partir de fonte Thomas, par affinage à l'aide d'oxygène techniquement pur, les teneurs en phosphore de ces aciers étant inférieures à 0,03 % et leurs teneurs en soufre étant inférieures a 0,025 %, En pareil cas, il est cependant nécessaire, si l'on désire fabriquer de l'acier présentant une teneur en carbone élevée, de reoarburer ces aciers.
La carburation est également entreprise de manière à fabriquer un acier affiné au préalable, dont les teneurs en phosphore et en soufre sont faibles, dans un convertisseur à oxygène, puis de le carburer pour lui conférer les teneurs, en carbone élevées que doit avoir l'acier terminé, et de l'affi- ner finalement une nouvelle fois à l'aide d'oxygène gazeux a sa teneur finale en carbone, ce qui détermine un abaissement supplémentaire des teneurs en phosphore et en soufre.
Cette car- buration intermédiaire est toutefois liée à des pertes de temps et de température notables,
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention et qui vise a la fabrication d'aciers, de préférence d'aciers a teneurs élevées en carbone, avantageusement supérieures a 0,15 %, et à faibles teneurs en phosphore et en soufre, de l'ordre de grandeur des teneurs en phosphore et en soufre qui sont usuelles dans les aciers affinas, à partir de fonte à teneur'élevée en phosphore, de fonte Thomas par exemple, évite les inconvénients précités.
Ce procédé part du procédé connu de soufflage en deux stades et consiste en la combinaison des stades suivants:
1) La fonte provenant du mélangeur ou du haut-fourneau est
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amenée à réagir aveo le laitier à teneur élevée en fer, soutiré à la fin de la première période de soufflage, lequel laitier, contient plus de 15 % de fer sous formede FeO, par exemple de
20 à 25 %. L'on mené avantageusement cette réaction en soutirant ce laitier basique à teneur élevée en fer, lequel contient déjà des quantités notables de P2O5, dans une poche, et en laissant la fonte s'introduire dans cette poche, pendant le temps que dure la deuxième période de soufflage dans le convertisseur.
L'introduction de la fonte dans le laitier réactif entraîne la réduction de la teneur en fer de oe laitier par la tente, par exemple de 22 % à 10 %. Pour environ 200 kg de laitier par tonne de fonte, cela signifie que l'on récupère une quantité notable du fer contenu dans le laitier et que l'on augmente de 2 à 3 % la quantité totale de fer obtenu dans le processus, oe qui est d'une importance primordiale pour l'économie du procédé.
La réduction du fer du laitier libère de l'oxygène qui provoque dans une certaine mesure une oxydation des produits d'accompagnement du fer tels que le oarbone, le silicium le manganèse et le phosphore, par exemple, qui passent dans le laitier. L'on réalise ainsi une déphosphoration de la fonte ainsi qu'une élimination de silice, pour une perte de carbone relativement faible. Si l'on utilise du fer contenant du phos- phore, de la fonte Thomas par exemple, la teneur en P2O5 de ce laitier croît encore et peut atteindre des valeurs supérieures à 20 %. Il se produit également en même temps une désulfurations en effet la teneur en soufre est abaissée d'environ 15 à 40 %, de 0,060 à 0,045 % environ par exemple.
Ce laitier convient bien a l'emploi en tant qu'engrais, en raison de sa composition et de sa faible teneur en fer.
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2) L'on introduit alors cette fonte Affinée au préalable, dans le convertisseur fixe ou mobile (en rotation, par exemple) durant le soufflage, dans lequel se trouve le laitier de la deuxième période de soufflage. Au cours de la première période de soufflage, cette fonte affinée au préalable est affinée par soufflage d'oxygène de manière à présenter à la fin de cette première période des teneurs en carbone qui sont encore supérieur à 1,3,et de préférence a 1,5 %. Les teneurs en phosphore de l'acier doivent être Inférieures à 0,15, et de préférence à 0,10 % environ, a la fin de cette période.
Pour obtenir des teneurs en phosphore si faibles, alors que les teneurs en carbone sont élevées, il faut que le laitier présente des teneurs éle- vées en fer qui peuvent être obtenues d'une manière oonnue en réglant de façon appropriée le courant de soufflage et en ajoutant le cas échéant du minerai de fer au laitier.
Comme la quantité de laitier provenant de la deuxième période de soufflage ne suffit pas, l'on ajoute au laitier au cours de cette période, des produits générateurs de laitier tels que de la chaux sous la forme de chaux en morceaux ou en poudre. Il s'est avéré avantageux d'introduire au cours de cette période environ 20 à 45 % de la quantité totale de chaux.
Le degré de consommation de chaux dépend principalement de la teneur en phosphore de la fonte et est de l'ordre de 90 kg/t de fonte, dans le cas de fonte Thomas de composition usuelle.
Au cours de cette période de soufflage, l'on réalise également une désulfuration supplémentaire. A titre d'exemple, l'on a trouvé pour oe métal intermédiaire, en le soumettant à un essai, une composition de 1,7 % de carbone, 0,08 % de phosphore et 0,021 % de soufre.
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Apres avoir soutiré oe laitier, lion poursuit le soufflage d'oxygène, en ajoutant la quantité résiduelle de chaux nécessaire ainsi que, le cas échéant des fondant* et du mine- rai de fers Pour ce faire, l'on choisit des oc nditions de souf- flage qui permettent une incorporation rapide par fusion, des produite générateurs de laitier, et l'on poursuit le soufflage par l'oxygène jusqu'à ce que l'on ait atteint la teneur en / carbone recherchée.
Ce laitier obtenu au cours de la deuxièmes période de soufflage présente lui aussi, outre; une basicité élevée, des teneurs en fer élevées, supérieures à 15 %. Le laitier continue de oe fait à exercer son action de déphosphoration et de désulfuration. L'on soutire l'acier, des oue l'on a atteint la composition voulue, et, oe faisant, l'on retient le laitier dans le convertisseur, après quoi la fonte décrite en 2 ) ci. dessus, affinée au préalable, est versée sur oe laitier.
A par- tir du métal intermédiaire mentionné à titre d'exemple en 2 , l'on obtient un acier dont la teneur en carbone est de 0,75 %, la teneur en phosphore de 0,016 et la teneur en soufre de0,012%
Ces degrés de pureté élevés en ce qui concerne le phosphore et ' le soufre correspondent en tous points a ceux que l'on peut obtenir au four électrique.
Pour refroidir la masse fondue, l'on peut utiliser dans oe procédé, du minerai, des riblons ou d'autres matériaux por- teurs de fer, tels que des loupes provenant du procédé Krupp-Renn, ou de l'éponge de fer, par exemple* L'on peut également ajouter des éléments d'alliage sous forme de ferro-alliages ou de riblons alliésUn avantage essentiel du procédé qui fait l'objet de l'invention consiste en ce que oe procédé permet la fabrication d'aciers affinés à partir de fonte à teneur élevée en phosphore, à partir de fonte Thomas par exemple. d'une
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manière très économique* Dans ce procède,
l'on obtient notamment un rendement extraordinairement élevé tandis que'il se forme un seul laitier et que oe laitier présente de surcroît une faible teneur en fer, de sorte que l'on obtient un rendement élevé en tors Le rendement élevé de ce Procédé est conditionné par la consommation élevée en oxygène, qui est de 1,5 à 6 m3 par minute et par tonne de métal, ce qui conduit a des durées de soufflage de l'ordre de 7 Il 20 minutes pour la première période et de 4 à 12 minutes pour la deuxième période. Dans l'exemple mentionné plus haut, les durées de soufflage ont été de 14 minutes pour la première période et de 6 minutes pour la deuxième période, lorsque l'on a effectué un essai dans un oonvertisseur fixe de 60 tonnes.
Un autre avantage encore du procédé conforme a l'invention consiste en oe que l'on peut fabriquer non seule- ment des aciers à faible teneur en carbone, mais aussi des aciers à teneur élevée en carbone, supérieure a 0,15 % par exemple, de façon économique; en outre l'on peut réaliser l'affinage préalable de la fonte par le laitier provenant de la première période de soufflage, a l'extérieur du convertisseur, par exemple dans une poche de transport réalisée de facon appropriée. C'est ainsi que la durée totale que requiert le procédé, est réduite.
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d'oxygène techniquement pttr, lequel procédé est caraotérias en ce queflon affine au préalable la fonte a l'aide du laitier a teneur élevée en fer, provenant de la première périt'dejle soufflage, ce qui a pour effet d'abaisser la teneur en tût du laitier a* une valeur inférieure a 15 yd, et en ce quelan i,
traduit la fonte soumise à un affinage préalable du type préol- té, dans le convertisseur dans lequel se trouve le laitier qui 8 est formé au cours de la deuxième période de soufflage, et l'on affine la fonte par soufflage d'oxygène au cours de la première période de soufflage, jusqu'à ce que sa teneur en
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phosphore soit inférieure a* 0,15 , et de préférence inférieure à 0,10 %, tout en maintenant la teneur en carbone au-dessus de 1,3 %, et de préférence au-dessus de 1,5 %, sous un laitier
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dont la teneur en fer est supérieure a 15 %, après quoi-?"'on termine l'affinage après soutirage du laitier, et formation d'un nouveau laitier au cours de la deuxième période d'affinage. jusqu'à ce que la teneur en carbone du métal recherchée soit atteinte.
2 - Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'affinage préalable de la fonte est réalisé à l'extérieur du convertisseur, dans une poche de transport par exemple.
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? - Un procéda suivant ¯ la 'r$Yerid,ôâtiôn. l, '2,. oaraatérisé - : i #' . en ce que l'on ajoute à la masse fondue des agents de refroi-
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dissement tels que du minerai par exemple, ou des riblons
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allies ou,non allier ou des ferro-alliages, ou encore de l'éponge de fer ou das loupes résultant du procède Krupp-Rennt 4 - L'application du procéda suivant la revendication 1 â 3 â'1a fabrication d'aciers présentant une teneur en carbone supérieure a 015 %p et oompriset par exemple, entre 5, et li2 ;.