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L'invention est relative au procédé d'élaboration d'un avant-métal ou d'acier à partir de fonte phosphoreuse ayant une terreur
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en phosphore quelconque, par affinage suivant le principe de souf- flage, sur la surface du bain, d'agents d'affinage gazeux contenant de l'oxygène, de préférence de l'oxygène pur, avec addition de produits donnant naissance à des scories, dans des convertisseurs ou d'autres récipients d'affinage, ce procédé faisant l'objet du brevet principal et consistant en ce qu'on insuffle l'agent de soufflage dans des condi- tions telles sur et dans la couche de scorie qu'il ne perce pas complè- tement la couche de scorie formée sur le bain au cours d'une phase ini- tiale de l'opération d'affinage, ou qu'il ne vienne pas au contact de la surface du bain même et que, de cette fagon,
il fasse passer d'une manière constante le FeO contenu dans la scorie à l'état de Fe2O3. Ce Fe203 se charge, sur la surface limite comprise entre la scorie et le bain, de la déphosphoration, le FeO qui se forme alors étant à nouveau oxydé de façon continue en Fe2O3 par l'oxygène de l'agent d'affinage. '
Par cette manière d'assurer le processus d'affinage indirec- tement par l'intermédiaire de la scorie, on obtient un avancement, dans le temps, de la déphosphoration, et plus particulièrement une déphosphoration qui s'accomplit pendant la décaruration. Les phéno- mènes d'oxydation se déroulent, par l'intermédiaire de l'oxydation de la scorie, essentiellement par diffusion dans la surface limite entre la scorie et le bain.
Au cours de la décarburation qui s'accomplit en même temps que la déphosphoration, il se produit, en particulier par suite du dé- gagement d'oxyde de carbone, une intense formation d'écume dans la sco- rie, et cela d'autant plus fortement que la tension superficielle de la scorie est plus grande.
Cette intense formation d'écume dans la scorie augmente con- sidérablement d'une manière en elle-même désirable, la surface de cette scorie et par conséquent aussi la surface de contact entre la scorie et le bain, ce qui a pour résultat une vitesse élevée des réactions qui s'accomplissent au cours de la déphosphoration.
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Comme le déséquilibre nécessaire à cet avancement de la déphosphoration ou le potentiel oxygéné élevé de la scorie pourrait, en particulier dans le cas d'une forte tension superficielle de la scorie et d'une faible viscosité.de cette dernière, conduire à une formation d'écume si intense, par cette scorie, qu'il en résulterait des projections et, par conséquent, des pertes d'acier, on maintient la hauteur du bain dans le récipient d'affinage à une valeur très faible, à savoir à 40 cm.
au maximum, comme ordre de grandeuro
L'objet de la'présente invention consiste en des perfection- nements du procédé ci-dessus décrit, perfectionnements au moyen desquels on simplifie encore davantage sa mise en oeuvre, on accroît le caractère économique du mode opératoire, et on améliore la qualité des produits obtenus, qu'il s'agisse d'acier ou d'un avant-métal.
Selon la première'caractéristique de la présente invention, on évite d'une manière.encore plus parfaite les projections nuisibles qui peuvent se produire comme conséquence de la forte formation d'écu- me par la scorie en donnant au volume intérieur du récipient d'affinage de très grandes dimensions par rapport à la charge, tout en conservant la hauteur de bain de 40 cm..au maximum, comme ordre de grandeur, con- formément à ce qui'a été proposé dans le brevet principal, et en donnant plus spécialement au volume intérieur du récipient d'affinage des di- mensions telles qu'indépendamment de la forme, ronde, hexagonale, allon- gée, ou en hauteur, du récipient d'affinage, on dispose, dans ce dernier, pour chaque tonne de fonte, d'un volume minimum de l'ordre de grandeur de 1,3 m3.
La figure unique du dessin annexé représente schématiquement, en une coupe dans laquelle on,a supprimé tous les détails qui ne sont pas nécessaires à la compréhension de la présente invention, un récipient d'affinage qui répond à ces conditions. Cette figure montre le grand volume de l'espace libre existant au-dessus de la scorie dans le réci- pient d'affinage a, par comparaison avec la quantité de fonte introduite
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ou la hauteur de bain.
Dans cette figure, b désigne la lance, la zone que vient frapper l'agent de soufflage sur la couche de scorie d située au-dessus du bain de métal.
11 est particulièrement avantageux, au cours de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, dans lesdites conditions, de régler, c'est-à-dire de diminuer ou d'augmenter la tension superficiel- le de la scorie méthodiquement en lui donnant une valeur qui soit fonc- tion de la hauteur du bain et de la capacité du convertisseur et optimum pour le déroulement du processus de formation d'écume.
Selon cette caractéristique de la présente invention, ceci s'effectue, dans le sens d'une diminution de la tension superficielle, par addition de base à l'état de poussière, comme de la poussière de chaux ou de carbonate de soude, et, dans le sens d'une augmentation de la tension superficielle, par l'addition de flux comme, notamment, de borax et de fluorures.
On peut alors reconnaître que la réaction se déroule d'une manière régulière à ce qu'il ne se produit pas de fumée brune due au fer.
Pour obtenir ce résultat également dans la première phase de l'opération d'affinage, c'est-à-dire tant que la couche de scorie qui empêche le contact direct entre l'agent d'affinage et le bain, et à l'intérieur de laquelle s'accomplit le processus,de réaction, n'existe pas encore, on ajoute, dans cette phase, suivant la proposition antérieu- re, à l'agent de soufflage, de la vapeur d'eau surchauffée, pour refroi- dir par ce moyen le foyer, c'est-à-dire la région dans laquelle l'agent de soufflage vient frapper le bain de fonte, dans une mesure telle que la combustion du fer soit rendue impossible dans une large mesure.
Dans le but d'améliorer encore cet effet, on fixe, selon une autre caractéristique de la présente invention, l'ordra de grandeur de la proportion de vapeur d'eau par rapport à l'oxygène de l'agent d'affi-
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nage au rapport 1:3, tout en limitant le temps pendant lequel on procède à l'addition de vapeur d'eau à l'agent de soufflage à 25%, au maximum, de la durée totale du soufflage.
On a observé que, lorsqu'on suit cette règle également dans la première phase, non seulement on empêche complètement la combustion du fer et, par conséquent, la formation de fumées brunes de fer, mais on accélère en même temps la formation de FeO et on obtient que la décar- buration s'arrête d'une façon qui est désirable, aU cours de cette phase initiale.
Lorsqu'il s'agit d'élaborer, suivant le procédé décrit, de l'acier directement, et non d'élaborer un avant-métal dans un autre ré- cipient du four pour l'affiner et en obtenir finalement de l'acier, on se heurte, par suite du déroulement relativement rapide, comme dans tous les procédés pneumatiques, du processus d'affinage, à des difficul- tés de réglage de la teneur en carbone à la valeur finale désirée, quand .il s'agit d'élaborer des aciers ayant des teneurs en carbone relative- ment élevées, plus spécialement d'un ordre de grandeur supérieur à 0,10%.
Ce réglage doit toujours se faire en commençant par abaisser, par l'affinage, la teneur en carbone jusqu'à une valeur inférieure à la teneur à réaliser, éventuellement en poussant jusqu'à la décarburation complète, et alors en remontant la teneur en carbone à la valeur voulue au prix d'une dépense supplémentaire et d'un temps plus long. De ce fait, on perd une partie de l'avantage que représente en elle-même la possi- bilité offerte d'assurer l'ensemble du procédé dans un seul et même réci- pient d'affinage.
Ces difficultés qui se produisent lors de l'élaboration di- recte de l'acier par le procédé décrit ci-dessus sont supprimées, selon une autre caractéristique de la présente invention, en même temps qu'on améliore la qualité de l'acier élaboré de cette manière à un degré tel que celle qualité égale celle d'un acier Martin.
On sait que la qualité particulière de l'acier Martin est
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due pour une part essentielle à la durée relativement longue de son maintien à l'état liquide, ce qui, d'une part, permet de recueillir ai- sément la masse fondue à des teneurs exactement définies en carbone, mais provoque aussi, d'autre part, l'élimination, au cours du chauffage de la masse liquide, d'une grande partie des gaz et impuretés non métal- liques contenus dans la masse fondue.
Cette longue période de chauffage de la masse liquide est une caractéristique nécessaire de tous les procédés d'élaboration de l'acier au four à sole.
Selon cette caractéristique de la présente invention on ré- soud le problème ci-dessus défini par le fait qu'en accomplissant l'opé- ration d'affinage dans un récipient quelconque, par exemple cylindrique ou encore allongé et couché, on obtient dans le même récipient la conti- nuation de la décarburation, allant jusqu'à la teneur en carbone à réa- liser, et qui fait suite à l'opération d'affinage au cours de laquelle on a obtenu un fer affiné dont la teneur en carbone est quelconque et comprise entre des limites étendues, et cela par le fait qu'après in- terruption ou réduction de l'arrivée d'oxygène, on procède à un nouveau chauffage du bain à l'aide de combustibles de haute valeur qui ont pour résultat que l'oxyde de fer contenu dans la scorie entre en réaction avec le carbone du bain plus lentement que dans la première phase.
De cette façon, on peut régler la teneur finale en carbone à la valeur pres- crite, et cela d'une manière qui se prête très simplement à un réglage par la façon dont se déroule cette période de chauffage et par sa durée.
Au cours de cette opération de chauffage de la masse fondue, il se produit simultanément, d'une manière avantageuse, comme dans l'opé- ration de traitement par la chaleur du procédé du four à sole, l'élimina- tion de la masse liquide des gaz contenus dans cette masse et des impu- retés non métalliques. la quantité de combustible nécessaire au cours de cette pé- riode consécutive de chauffage est extrêmement faible, parce qu'il
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suffit de couvrir uniquement les pertes du récipient, lesquelles sont, par exemple dans le cas d'un four de 20 tonnes, de l'ordre de grandeur de 0,3 x 106 kicel/heure, comme ordre de grandeur, ainsi que le montre l'expérience.
L'oxygène nécessaire pour cette opération de chauffage peut être introduit dans le four au moyen'de buses, de préférence sous une forme concentrée, c'est-à-dire sous la forme d'oxygène pur ou d'air en- richi en oxygène, afin de maintenir à un volume aussi faible que possible les quantités de gaz d'échappement et de pouvoir, en outre, renoncer au système régénérateur de chaleur.
On amorce cette seconde phase en laissant subsister sur le bain la couche de scorie existante. L'écoulement de la scorie, ou bien, dans le cas où l'on procède à plusieurs coulées de la scorie, la première coulée de cette dernière ne s'effectue qu'après que la teneur de la sco- rie en oxyde de fer s'est abaissée, par la réaction de cet oxyde avec le bain, à une valeur aussi faible que possible, de manière à réduira au maximum les pertes de fer.
Les avantages du mode opératoire décrit en dernier lieu con- sistent, non seulement dans la simplicité avec laquelle on réalise une- teneur finale déterminée en carbone et avec laquelle on obtient une bonne qualité d'acier élaborée de cette fagon, mais, en outre, aussi en ce que, pari comparaison avec les procédés utilisant les fours à sole, la capaci- té fde production augmente considérablement tandis que la consommation de chaleur diminue. Cette faible consommation de chaleur est la conséquence de ce que le carbone contenu dans le fer même fournit une grande partie de la chaleur nécessaire dans la seconde'phase.
Un autre avantage du nouveau procédé d'ensemble par rapport aux procédés purement pneumatiques d'élaboration de l'acier consiste dans la possibilité de travailler avec des additions plus importantes de ri- blons et de minerais. Le procédé est donc très apte à l'adaptation à la situation momentanée d'approvisionnement en matières premières'.
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Lors de la mise en oeuvre pratique du nouveau procédé, par exemple dans une poche ou cuve d'une capacité de 20 tonnes, on commence par procéder au soufflage pendant 30 minutes environ selon le procédé décrit dans le brevet principal, jusqu'à ce que la teneur en carbone soit d'environ 1% et qua la déphosphoration soit complète. A cette phase fait suite l'opération de chauffage de la masse en fusion, laquelle demande 30 à 45 minutes, suivant la teneur en carbone qu'on désire atteindre en fin d'opération.
Tl en résulte, donc une durée totale de traitement de 60 à 75 minutes, ce qui, compte tenu du temps nécessaire aux réparations dans une cuve d'une capacité de 20 tonnes, correspond à une production de 12 à 15 tonnes d'acier à l'heure.
Ces chiffres font clairement ressortir l'augmentation consi- dérable de production par rapport éun four à sole de même taille.
Comme combustible, pour le chauffage au cours de la seconde phase, on peut utiliser des combustibles de haute valeur quelconque et appropriés dont on dispose, comme l'huile, le charbon pulvérisé, le gaz naturel ou encore l'énergie électrique.
Une possibilité encore plus avantageuse d'accélérer le proces- sus de décarburation et de faire une économie de combustible au cours de l'élaboration directe de l'acier par le nouveau procédé consiste à assu- rer, après achèvement de la déphosphoration, la suite de l'opération de décarburation au cours d'une phase consécutive de traitement au cours de laquelle on entraîne la cuve d'affinage dans un mouvement de rotation au- tour de son axe. La rotation de la cuve peut se faire aussi bien lorsque l'axe est en position horizontale que!lorsqu'il est vertical, cette der- nière possibilité conduisant à une simplification de l'agencement cons- tructif de l'installation. On adopte pour ce mouvement des vitesses de rotation relativement faibles.
Ces dernières sont de l'ordre de grandeur d'environ 30 tours à la minute.
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Au cours de cette phase de traitement du procédé à deux phases selon l'invention, on paut, lorsque c'est nécessaire, procéder en même temps à un chauffage additionnel à l'aide de combustible de haute qualité, l'admission de l'oxygène dans le bain étant arrêtée complètement, ou bien, si l'oxygène fixé au fer dans la scorie ne devait pas être suffisant pour ramener la teneur en carbone par combustion de ce dernier à la valeur dé- sirée en fin d'opération, en faisant arriver encore juste la quantité de gaz d'affinage qui est nécessaire à l'obtention de ce résultat.
Ce dernier mode opératoire constitue donc une combinaison de la déphosphoration selon le brevet principal et de l'affinage dans des récipients rotatifs, qui en lui-même est connu. Il offre toutefois, par rapport aux procédés connus d'élaboration de l'acier dans des récipients rotatifs, les avantages suivants:
Lors de l'élaboration de l'acier dans des récipients rotatifs, on parvient certes à avancer la déphosphoration, mais il y a une limite au degré auquel on peut faire avancer la déphosphoration par rapport à la décarburation, limite qu'on ne peut pas dépasser pour des raisons d'ordre métallurgique qui sont dues au déséquilibre pas assez important entre la teneur en oxyde de fer de la scorie et la teneur en carbone du bain.
Pour l'élaboration d'aciers plus fortement carburés, il est toutefois souhaitable d'avancer très considérablement la déphosphoration, ou de parvenir à une teneur en carbone aussi élevée que possible à la fin de la période de déphosphoration, de manière à éviter autant que pos- sible l'obligation de procéder à une recarburation après coup. Quand on procède de la manière décrite, on met à profit entièrement cet avancement considérable, dans le temps, de la déphosphoration, qui est l'avantage essentiel du procédé sur lequel est basée la présente invention. Par ce moyen, il devient possible d'élaborer des aciers fortement carburés, pré- sentant une teneur en carbone dont l'ordre de grandeur atteint jusqu'à 1%, sans qu'il soit nécessaire de procéder après coup à une recarburation
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après la coulée.
En dehors des autres avantages déjà décrits, de la ré- duction de la durée totale de traitement et de l'économie de combustible, le nouveau procédé présente cet autre avantage que l'usure du garnissage réfractaire de la cuve d'affinage devient plus lente et que, par consé- quent, la durée des cuves d'affinage est augmentée, en particulier aussi par comparaison avec les procédés d'affinage connus appliqués dans leur ensemble dans des récipients rotatifs.
REVENDICATIONS
1.- Procédé d'élaboration d'un avant-métal ou d'un acier à partir de fonte phosphoreuse présentant une teneur en phosphore quelcon- que, par affinage suivant le principe de soufflage par le haut d'agents gazeux d'affinage contenant de l'oxygène, de préférence de l'oxygène pur, avec addition d'éléments concourant à la formation de la scorie ou du laitier, dans des convertisseurs ou autres récipients d'affinage, avec soufflage de l'agent gazeux dans des conditions telles, sur ou dans la couche de scorie ou laitier, que cet agent ne perce pas jusqu'à la sur- face du bain une couche de scorie ou laitier formée sur le bain au cours d'une phase initiale de l'opération d'affinage, ou que cet agent ne vien- ne pas au contact de ladite surface du bain,
et que ledit agent oxyde de façon continue en Fe203 le FeO contenu dans le laitier, cet oxyde assu- rant à la surface limite entre la scorie ou le laitier et le bain la dé- phosphoration, tandis que le FeO qui se forme au cours de cette opération est à nouveau oxydé de façon continue en Fe2O3 par l'oxygène de l'agent d'affinage, caractérisé par le fait que la contenance de la cuve d'affi- nage est d'un ordre de grandeur d'au moins 1,3 m3par tonne de fonte char- gée, pour une hauteur du bain d'environ 40 cm.
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The invention relates to the process for producing a pre-metal or steel from phosphorous cast iron having a terror
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in any phosphorus, by refining according to the principle of blowing, on the surface of the bath, gaseous refining agents containing oxygen, preferably pure oxygen, with the addition of products giving rise to slag , in converters or other refining vessels, this process being the subject of the main patent and consisting in blowing the blowing agent under conditions such on and into the slag layer that it does not completely pierce the slag layer formed on the bath during an initial phase of the refining operation, or that it does not come into contact with the surface of the bath itself and that, in this way,
it constantly changes the FeO contained in the slag to the state of Fe2O3. This Fe203 is charged, on the boundary surface between the slag and the bath, with the dephosphorization, the FeO which is then formed being again continuously oxidized to Fe2O3 by the oxygen of the refining agent. '
By this way of ensuring the refining process indirectly via the slag, an advancement, in time, of the dephosphorization, and more particularly a dephosphorization which takes place during the decaruration, is obtained. The oxidation phenomena take place, via the oxidation of the slag, essentially by diffusion in the boundary surface between the slag and the bath.
In the course of the decarburization which takes place at the same time as the dephosphorization, there occurs, in particular as a result of the evolution of carbon monoxide, an intense formation of scum in the slag, and that of the greater the greater the surface tension of the slag.
This intense scum formation in the slag increases considerably in a desirable way, the area of this slag and therefore also the contact area between the slag and the bath, resulting in a speed high reactions that take place during dephosphorization.
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As the imbalance necessary for this progress of the dephosphorization or the high oxygen potential of the slag could, in particular in the case of a high surface tension of the slag and a low viscosity of the latter, lead to the formation of 'foam so intense, by this slag, that it would result from it projections and, consequently, losses of steel, one maintains the height of the bath in the refining vessel at a very low value, namely at 40 cm .
at most, as an order of magnitude
The object of the present invention consists of improvements in the above-described process, improvements by means of which its implementation is further simplified, the economics of the procedure are increased, and the quality of the products is improved. obtained, whether it is steel or a pre-metal.
According to the first feature of the present invention, the harmful projections which may occur as a consequence of the heavy foaming by the slag are even more perfectly avoided by giving the internal volume of the container. refinement of very large dimensions in relation to the load, while maintaining the bath height of 40 cm ... at most, as an order of magnitude, in accordance with what has been proposed in the main patent, and giving more especially in the interior volume of the refining vessel of such dimensions that regardless of the shape, round, hexagonal, elongated, or in height, of the refining vessel, there is in the latter, for each ton of cast iron, with a minimum volume of the order of magnitude of 1.3 m3.
The single figure of the accompanying drawing shows schematically, in a section in which all the details which are not necessary for an understanding of the present invention have been removed, a refining vessel which meets these conditions. This figure shows the large volume of the free space existing above the slag in the refining vessel a, compared with the quantity of cast iron introduced
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or bath height.
In this figure, b designates the lance, the zone which the blowing agent strikes on the slag layer d located above the metal bath.
It is particularly advantageous, during the implementation of the process according to the invention, under said conditions, to regulate, that is to say to decrease or increase the surface tension of the slag methodically by giving it a value which is a function of the height of the bath and the capacity of the converter and optimum for the progress of the foaming process.
According to this characteristic of the present invention, this is carried out, in the sense of reducing the surface tension, by adding a base in the form of dust, such as lime dust or soda ash, and, in the sense of an increase in surface tension, by the addition of fluxes such as, in particular, borax and fluorides.
We can then recognize that the reaction takes place in a regular way so that there is no brown smoke due to iron.
To achieve this result also in the first phase of the refining operation, that is to say as long as the slag layer which prevents direct contact between the refining agent and the bath, and to the inside which the reaction process is accomplished, does not yet exist, in this phase, according to the previous proposition, superheated water vapor is added to the blowing agent, to cool it. By this means, say the hearth, that is to say the region in which the blowing agent strikes the cast iron bath, to such an extent that the combustion of iron is rendered impossible to a large extent.
With the aim of further improving this effect, according to another characteristic of the present invention, the order of magnitude of the proportion of water vapor relative to the oxygen of the affixant is fixed.
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swimming at a ratio of 1: 3, while limiting the time during which the addition of water vapor to the blowing agent is carried out to a maximum of 25% of the total duration of the blowing.
It has been observed that, when this rule is also followed in the first phase, not only is the combustion of iron completely prevented and, consequently, the formation of brown iron fumes, but at the same time the formation of FeO and the decarburization is obtained to stop in a desirable manner during this initial phase.
When it is a question of working out, according to the described process, steel directly, and not of working out a pre-metal in another receptacle of the furnace in order to refine it and finally obtain steel therefrom , owing to the relatively rapid course, as in all pneumatic processes, of the refining process, there are encountered difficulties in adjusting the carbon content to the desired final value, when it comes to to develop steels having relatively high carbon contents, more especially of an order of magnitude greater than 0.10%.
This adjustment must always be done by first lowering, by refining, the carbon content to a value lower than the content to be achieved, possibly by pushing until complete decarburization, and then by increasing the carbon content. at the desired value at the cost of additional expense and longer time. As a result, part of the advantage inherent in the possibility of carrying out the entire process in one and the same refining vessel is lost.
These difficulties which arise during the direct production of steel by the process described above are eliminated, according to another feature of the present invention, at the same time as the quality of the steel produced is improved. in this way to such a degree that quality equals that of a Martin steel.
We know that the particular quality of Martin steel is
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due in an essential part to the relatively long duration of its maintenance in the liquid state, which, on the one hand, makes it possible to easily collect the melt at exactly defined carbon contents, but also causes on the other hand, the elimination, during the heating of the liquid mass, of a large part of the non-metallic gases and impurities contained in the molten mass.
This long period of heating of the liquid mass is a necessary characteristic of all hearth furnace steelmaking processes.
According to this characteristic of the present invention, the problem defined above is solved by the fact that by carrying out the refining operation in any container, for example cylindrical or else elongated and lying, one obtains in the same receptacle the continuation of the decarburization, going up to the carbon content to be achieved, and which follows the refining operation during which a refined iron was obtained, the carbon content of which is arbitrary and included between extended limits, and this by the fact that after interruption or reduction of the oxygen supply, the bath is reheated with the aid of high-value fuels, which results in that the iron oxide contained in the slag reacts with the carbon in the bath more slowly than in the first phase.
In this way, the final carbon content can be adjusted to the prescribed value, and this in a manner which lends itself very simply to adjustment by the way in which this heating period takes place and by its duration.
During this operation of heating the molten mass, there takes place simultaneously, in an advantageous manner, as in the heat treatment operation of the hearth furnace process, the removal of the mass. liquid of the gases contained in this mass and of non-metallic impurities. the amount of fuel required during this consecutive heating period is extremely low, because it
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It is sufficient to cover only the losses of the vessel, which are, for example in the case of a 20 ton furnace, of the order of magnitude of 0.3 x 106 kicel / hour, as an order of magnitude, as shown experience.
The oxygen required for this heating operation can be introduced into the furnace by means of nozzles, preferably in a concentrated form, that is to say in the form of pure oxygen or of oxygen-enriched air. oxygen, in order to keep the quantities of exhaust gas as low as possible and to be able, moreover, to dispense with the regenerative heat system.
This second phase is initiated by leaving the existing slag layer on the bath. The slag flow, or else, in the case where several runs of the slag are carried out, the first run of the latter takes place only after the iron oxide content of the slag is lowered, by the reaction of this oxide with the bath, to a value as low as possible, so as to reduce the iron losses as much as possible.
The advantages of the procedure described last consist not only in the simplicity with which a determined final carbon content is achieved and with which a good quality of steel produced in this way is obtained, but, in addition, also in that, compared with the processes using deck furnaces, the production capacity increases considerably while the heat consumption decreases. This low heat consumption is the consequence of the carbon contained in the iron itself providing a large part of the heat required in the second phase.
Another advantage of the new overall process over purely pneumatic steelmaking processes is the possibility of working with larger additions of castors and ores. The process is therefore very suitable for adaptation to the momentary raw material supply situation.
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During the practical implementation of the new process, for example in a ladle or tank with a capacity of 20 tonnes, one starts by carrying out the blowing for about 30 minutes according to the process described in the main patent, until the carbon content is about 1% and the dephosphorization is complete. This phase follows the operation of heating the molten mass, which requires 30 to 45 minutes, depending on the carbon content that is desired at the end of the operation.
This results in a total treatment time of 60 to 75 minutes, which, taking into account the time required for repairs in a tank with a capacity of 20 tons, corresponds to a production of 12 to 15 tons of steel. time.
These figures clearly show the considerable increase in production compared to a deck oven of the same size.
As fuel, for the heating during the second phase, it is possible to use any fuels of any high value and suitable which are available, such as oil, pulverized coal, natural gas or else electrical energy.
An even more advantageous possibility of speeding up the decarburization process and of making fuel savings during the direct production of steel by the new process is to ensure, after completion of the dephosphorization, the following the decarburization operation during a consecutive treatment phase during which the refining vessel is driven in a rotational movement around its axis. The rotation of the tank can take place both when the axis is in a horizontal position and when it is vertical, this latter possibility leading to a simplification of the structural arrangement of the installation. Relatively low rotational speeds are adopted for this movement.
These are of the order of magnitude of about 30 revolutions per minute.
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During this treatment phase of the two-phase process according to the invention, it is possible, when necessary, to carry out additional heating at the same time using high quality fuel, the admission of oxygen in the bath being completely stopped, or else, if the oxygen fixed to the iron in the slag should not be sufficient to bring the carbon content by combustion of the latter to the desired value at the end of the operation, in still causing just the amount of refining gas necessary to achieve this result.
This latter procedure therefore constitutes a combination of the dephosphorization according to the main patent and of the refining in rotary vessels, which in itself is known. However, it offers the following advantages compared to the known methods of producing steel in rotary vessels:
While working with steel in rotating vessels, dephosphorization can be advanced, but there is a limit to the extent to which dephosphorization can be advanced relative to decarburization, a limit that cannot be exceed for metallurgical reasons which are due to the insufficiently large imbalance between the iron oxide content of the slag and the carbon content of the bath.
For the production of more highly carburized steels, it is however desirable to advance the dephosphorization very considerably, or to achieve as high a carbon content as possible at the end of the dephosphorization period, so as to avoid as much as possible obligation to recarburize afterwards. When proceeding in the manner described, full advantage is taken of this considerable advancement, over time, of the dephosphorization, which is the essential advantage of the process on which the present invention is based. By this means, it becomes possible to produce highly carburized steels, having a carbon content of up to 1% in the order of magnitude, without it being necessary to carry out subsequent recarburization.
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after casting.
Apart from the other advantages already described, the reduction in the total treatment time and the fuel economy, the new process has the other advantage that the wear of the refractory lining of the refining tank becomes slower. and that, therefore, the duration of the refining tanks is increased, in particular also in comparison with the known refining processes applied as a whole in rotary vessels.
CLAIMS
1.- Process for the production of a pre-metal or a steel from phosphorous iron having any phosphorus content, by refining according to the principle of blowing from the top of gaseous refining agents containing oxygen, preferably pure oxygen, with the addition of elements contributing to the formation of slag or slag, in converters or other refining vessels, with blowing of the gaseous agent under conditions such , on or in the slag or slag layer, that this agent does not pierce up to the surface of the bath a layer of slag or slag formed on the bath during an initial phase of the refining operation , or that this agent does not come into contact with said surface of the bath,
and that said agent continuously oxidizes to Fe 2 O 3 the FeO contained in the slag, this oxide ensuring at the boundary surface between the slag or the slag and the bath the de-phosphorization, while the FeO which is formed during this operation is again continuously oxidized to Fe2O3 by the oxygen of the refining agent, characterized in that the capacity of the refining tank is of an order of magnitude of at least 1 , 3 m3 per ton of cast iron loaded, for a bath height of about 40 cm.