Procédé de fabrication de l'acier La présente invention est relative au procédé de fabrication de l'acier par affinage pneumatique de la fonte au convertisseur ou au four rotatif.
Les procédés de fabrication de l'acier exigent l'addition de matières solides telles que de la chaux, pour la scorification des impuretés contenues dans la fonte et principalement du phosphore et du sili cium.
Il est bien connu actuellement de réaliser en tout ou en partie l'addition de ces matières solides en les mettant en suspension à l'état finement divisé dans un gaz ou un mélange gazeux oxydant devant servir à l'affinage et en les injectant ainsi sur ou dans le bain par le haut de l'appareil de conversion.
Cette façon de réaliser les additions présente de grands avantages et permet notamment de résoudre une difficulté qui s'est longtemps révélée insurmon table à savoir provoquer la déphosphoration du bain en même temps que ou même avant sa décarburation.
Mais le problème est plus complexe qu'il n'appa raît à première vue ; si l'application pure et simple de ce procédé permet de surmonter la difficulté signa lée, ce qui constitue un résultat extrêmement favora ble, certaines conditions doivent cependant être res pectées pour que l'opération d'affinage conduite suivant le procédé susdit n'entraîne pas des incon vénients qui la rendrait peu économique.
La présente invention se propose notamment de révéler et de définir les conditions dans lesquelles le procédé en question doit être utilisé pour rester économiquement avantageux, par exemple pour ne pas allonger exagérément la durée de l'opération et pour permettre d'utiliser des mitrailles au lieu de minerais comme matières refroidissantes, ce qui est souvent plus intéressant.
Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que la quantité totale des matières scorifiantes est au plus égale à celle qui, dans la pratique courante des procédés connus, est nécessaire pour scorifier le phosphore et le silicium de la fonte traitée et en ce que pendant une première phase de l'opération dont la durée est au moins égale à 55% de la durée totale de la conversion et au cours de laquelle la quantité de gaz oxydant insufflé par le haut correspond à une quantité d'oxygène au moins égale à 55% de la quantité d'oxygène nécessaire à l'affinage,
la quantité moyenne de matières scorifiantes injectées par mètre cube de gaz oxydant est au plus égale à 80% de la quantité moyenne de matières scorifiantes injectées par mètre cube de gaz oxydant pendant le reste de l'opération.
II a été constaté qu'on pouvait avantageusement limiter la quantité totale de matières scorifiantes à 80% au plus de celle qui, dans la pratique courante des procédés connus, est nécessaire pour scorifier le phosphore et le silicium de la fonte traitée.
C'est ainsi que pour l'affinage d'une fonte Tho mas contenant 2% de phosphore et 0,3% de sili cium, on utilise dans les procédés connus, de 115 à 125 kg de chaux par tonne de fonte. Dans le procédé suivant l'invention, on utilisera avantageusement au plus 92 à 100 kg de chaux par tonne de fonte. C'est ainsi également que pour l'affinage d'une fonte héma tite contenant 0,2% de phosphore et 1,3% de sili cium, on utilise dans les procédés connus de 70 à 80 kg de chaux par tonne de fonte. Dans le procédé suivant l'invention on utilisera avantageusement au plus de 56 à 64 kg de chaux par tonne de fonte.
Le procédé suivant l'invention s'est avéré parti culièrement avantageux lorsqu'on utilise de la chaux finement divisée comme matière d'addition. D'autre part, des résultats spécialement intéressants ont été obtenus en utilisant de l'oxygène techniquement pur tenant en suspension les matières finement divisées comme gaz oxydant exclusif insufflé par le haut dans un convertisseur à fond plein.
Un premier décrassage peut avantageusement être fait après la première phase de l'opération.
Le procédé suivant l'invention est applicable éga lement dans le cas où une partie, de préférence peu importante du gaz oxydant nécessaire à l'affinage est insufflée par le fond du convertisseur.
Grâce au procédé suivant l'invention, on a pu obtenir un acier à bas phosphore sans perte élevée de fer dans la scorie ainsi qu'un laitier spécialement riche en anhydride phosphorique.
D'autre part, le procédé suivant l'invention a per mis également de garder une teneur en carbone rela tivement élevée dans le bain d'acier après élimination du phosphore.
Il est donné ci-après un cas d'application du procédé suivant l'invention Dans un convertisseur à fond plein on a enfourné 25 tonnes de fonte contenant: 1,8 % de phosphore 0,25% de silicium 3,7 % de carbone 0,5 % de manganèse ainsi que 400 kg de chaux. Pendant les 13 premières minutes de l'opération on a insufflé par le haut 1050 ms d'oxygène techni quement pur tenant en suspension en moyenne 0,7 kg de chaux par ms d'oxygène.
Après un décrassage qui a donné un laitier contenant 25% d'anhydride phosphorique et 6% de fer, on a repris l'insufflation par le haut pendant 5 minutes en injectant 350 m3 d'oxygène techniquement pur tenant en suspension 3,3 kg de chaux par m3 d'oxygène.
La quantité de mitrailles ajoutées a été de 250 kg par tonne de fonte.
L'acier obtenu après cette opération contenait 0,019% de phosphore et 0,075% de carbone.
Dans le.procédé classique, on aurait dû ajouter environ 3000 kg de chaux tandis que dans le cas d'application ci-dessus, l'addition de chaux s'est éle vée à 2290 kg.
Method of manufacturing steel The present invention relates to the manufacturing process of steel by pneumatic refining of cast iron in a converter or in a rotary kiln.
Steel making processes require the addition of solids such as lime for slagging impurities contained in the pig iron, mainly phosphorus and silicon.
It is currently well known to carry out all or part of the addition of these solids by suspending them in the finely divided state in a gas or an oxidizing gas mixture to be used for refining and thus injecting them into or in the bath from the top of the conversion device.
This way of carrying out the additions has great advantages and makes it possible in particular to resolve a difficulty which has long proved to be insurmountable, namely causing the dephosphorization of the bath at the same time as or even before its decarburization.
But the problem is more complex than it appears at first glance; if the pure and simple application of this process makes it possible to overcome the difficulty indicated, which constitutes an extremely favorable result, certain conditions must however be respected so that the refining operation carried out according to the aforesaid process does not entail no drawbacks that would make it uneconomical.
The present invention proposes in particular to reveal and define the conditions under which the process in question must be used to remain economically advantageous, for example in order not to excessively extend the duration of the operation and to allow the use of scrap metal instead. ores as cooling materials, which is often more interesting.
The process according to the invention is characterized in that the total quantity of the slagging materials is at most equal to that which, in the current practice of the known processes, is necessary for slagging the phosphorus and the silicon of the treated cast iron and in that during a first phase of the operation the duration of which is at least equal to 55% of the total duration of the conversion and during which the quantity of oxidizing gas blown in from the top corresponds to a quantity of oxygen at least equal to 55% of the quantity of oxygen required for refining,
the average quantity of slagging materials injected per cubic meter of oxidizing gas is at most equal to 80% of the average quantity of slagging materials injected per cubic meter of oxidizing gas during the remainder of the operation.
It was found that it was possible to advantageously limit the total quantity of slagging materials to not more than 80% of that which, in the current practice of the known processes, is necessary for slagging the phosphorus and the silicon of the treated cast iron.
Thus, for the refining of a Tho mas cast iron containing 2% phosphorus and 0.3% silicon, in the known processes, 115 to 125 kg of lime are used per tonne of cast iron. In the process according to the invention, at most 92 to 100 kg of lime will be used per tonne of cast iron. It is thus also that for the refining of a hematite pig iron containing 0.2% phosphorus and 1.3% silicon, in the known processes, 70 to 80 kg of lime are used per tonne of pig iron. In the process according to the invention, at most 56 to 64 kg of lime will be used per tonne of cast iron.
The process according to the invention has proved to be particularly advantageous when finely divided lime is used as an additive. On the other hand, especially interesting results have been obtained by using technically pure oxygen holding the finely divided material in suspension as the exclusive oxidizing gas blown from above into a full-bottom converter.
A first scrubbing can advantageously be done after the first phase of the operation.
The process according to the invention is also applicable in the case where a portion, preferably small, of the oxidizing gas necessary for the refining is blown through the bottom of the converter.
Thanks to the process according to the invention, it was possible to obtain a low phosphorus steel without a high loss of iron in the slag as well as a slag especially rich in phosphorus pentoxide.
On the other hand, the process according to the invention has also made it possible to keep a relatively high carbon content in the steel bath after removal of the phosphorus.
A case of application of the process according to the invention is given below In a full-bottom converter, 25 tonnes of cast iron containing: 1.8% phosphorus 0.25% silicon 3.7% carbon 0.5% manganese as well as 400 kg of lime. During the first 13 minutes of the operation, 1050 ms of technically pure oxygen was blown from above, holding in suspension on average 0.7 kg of lime per ms of oxygen.
After scouring which gave a slag containing 25% phosphorus pentoxide and 6% iron, the insufflation was resumed from above for 5 minutes by injecting 350 m3 of technically pure oxygen holding 3.3 kg of suspension in suspension. lime per m3 of oxygen.
The amount of scrap added was 250 kg per tonne of cast iron.
The steel obtained after this operation contained 0.019% phosphorus and 0.075% carbon.
In the conventional process, about 3000 kg of lime should have been added, while in the above application, the addition of lime amounted to 2290 kg.