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PBRFRCTIONHEMENTS AUX PROCEDES D'AFFINAGE
DES FONTES PAR LE HAUT.
On sait qu'il est souvent difficile, au cours de l'affinage d'une fonte par le haut, d'obtenir un acier à haute teneur en carbone suffisamment déphosphoré ou désulfuré sans être obligé de procéder à une décarburation poussée suivie d'une recsrburatlon.
On sait également qu'il est nécessaire d'avoir un laitier liquide en cours d'affinage pour favoriser les réactions entre ce laitier et le métal. Par contre, la pré-
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p'c< d'un lilt.lcr liquide, aprfcf l'arrêt do l'affinage, tilt i.lul.nt di\". !.ucnv')intR. 'n effet, lu déo r u- ïvtî'i'i il(, <io r.o <>our.'.tuivr-î omis oouvoir être contrôlée, In V-.' # lor>ijhnr-'i1<tu l.or.'t dt*1 1:- oooji.o ca "OCI10 peut Stfo J>. r ï't.-.nt t, îoiT.n'nn vont rôoupcrr ce laitier liquide, lr vr; #'#Mont ' 1:'1 t'('It due in chr.r.G doit êtrn frit leutcs.ont.
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tiens d'Insufflation, tic f:"lç\)tl quP 10 jpt <3xri'in;
J'lp.nètrp. dnns In bain s.¯'.,:.1 it et provoque un brassngo métal-laitier
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amorçant une réaction effervescente entre l'oxyde de fer du laitier et lo carbone du métal,à l'issue de laquelle le laitier appauvri en fer et épaissi ne peut plus réagir avec le bain.
Selon une autre caractéristique que peut présen- ter l'invention en combinaison avec les précédentes, on òrne le laitier calcoique, riche en oxyde de fer et fluide., en insufflant de la poudre de chaux en suspension dans le jet d'affinage.
Selon une autre caractéristique que peut présen- ter l'invention, afin d'obtenir en fin d'affinage des aciers doux ou extra-doux dont le carbone est insuffisant pour abaisser la teneur en oxyde de fer du latier à une valeur qui provoque un épaississement suffisant dudit laitier, on enrichit le laitier en chaux, au blus tôt à partir du moment où on amorce la réaction effervescente entre l'oxyde de fer du laitier et le carbone du étal, pour provoquer l'apaisssissement dudit Initier, en procédant pour ! cela à l'augmentation de la concentration de chaux dans le jet et,
de préférence en procédant 0galement à la diminution du débit d'oxygène
Cette réduction du débit d'oxygène est obtenue soit par réduction du débit de gaz, soit en remplaçant partiellement ou totalement l'oxygéne par un gaz non oxydant,
On comprend qu'en procédant selon l'invention il
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soit possible d'obtenir en fin d'sffinagf un Métal bleu d6phosphoré ou désulfuré et, si on le dôsire, incoaulfctoment décarburé, ainsi qu'un laitier calcique P11IlVJ'" en oxyde de fer, pâteux ou même solide.
Ce laitier ng r*'*<-tt plus avec le métal, ne risque donc rs de le dccarburor, de In ' rephosphorer ou de le rcsu11'ur.}r, ne risoiio ".:-3 non l'll1;
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de réagir violemment avec la fonte de la charge suivante, lorsqu'on récupère le laitier. Cela permet de couler un acier dont la composition correspond à celle du prélèvement fait en fin d'affinage, et de procéder rapidement à la coulée de la charge de fonte suivante lorsqu'on désire récupérer le laitier.
En effet, pendant que l'on insuffle en prenant soin que le jet d'affinage ne pénètre pas dans le métal, les réactions d'affinage ne se produisent plus que par l'intermédiaire du laitier, et seulement à l'interface métal-laitier* Come les échanges d'oxydation du carbone par l'oxyde de fer du laitier sont alors limités, il en résulte que l'insufflation du gaz oxydant au-dessus du laitier a pour résultat de créer un déséquilibre chimique important entre le métal et le laitier du point de vue de l'oxydation du carbone.
En même temps, les fortes teneurs du laitier en chaux et en oxyde de fer favorisent les ré- actions de déphosphoration et de désulfuration du métal par le laitier, dont la fluidité facilite le renouvellement des couches en contact avec le métal et la dissolution des produits phosphores ou sulfurés, formés à l'interface métal- laitier.
Les travaux du demandeur dans le domaine de l'affinage l'ont conduit à penser qu'en constituant un déséquilibre chimique élevé, du point de vue de l'oxydation du carbone., entre un métal au repos et un laitier dont l'oxyde de fer serait l'agent fluidifiant essentiel, il serait possible d'obtenir un épaississement du laitier on provoquant une réaction de retour à l'équilibre, par réduction de la plus grande partie de l'oxyde de fer par le carbone du bain. On
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pratiquerait pour cela un brassage du bain et du laitier, brassage qui augmenterait soudainement lu surface des échanges entre métal et laitier, donc ces échangese eux- mêmes.
L'expérience montre qu'il suffit de déclencher le brassage du métal.et du laitier et que la réaction entre le carbone du matai et l'oxyde de fer du laitier et assez violente, pour que la turbulence qui en résulte entretienne lo brassage du bain, et qu'on obtienne rapidement un , laitier très épais et même solide) et beaucoup plus pauvre en fer qu'en le laissant réagir avec le bain au repos pendant un temps plue Long ou qu'en le brassant avec le métal, sans avoir préalablement créé un déséquilibra chi- mique élevé entre mutai et laitier. L'épaississement du laitier peut d'ailleurs âtre renforce par un accroissement du débit de chaux insufflée pendant les dernières secondes.
Il sera même utile de procéder à cet accroissement du dé- bit de chaux Insufflée toutes les fois que l'on voudra appliquer l'invention pour élaborer des aciers doux ou extra-doux, ne contenant pas assez de carbone pour réduire une quantité d'oxyde de fer suffisant à provoquer l'épais- sissement voulu du laitier.
Il sera alors bon, dans ce cas, pour éviter l'oxydation du bain, de réduire pendant la fin de l'insufflation le débit d'oxygène insuffle ou aime de remplacer partiellement ou totalement l'oxygéme par un gaz non oxydant,
On pourra d'ailleurs pratiquer également avec des aciers à forte teneur en carbone une augmentation du débit de chaux et une diminution du débit d'oxygène, à partir du moment où s'effectuera la réaction effervescente, ou pendant
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qu'elle s'effectuera, toutes les; fois que l'on désirera obtenir en fin d'affinage un Mutai contenant une proportion élevée de carbone.
Lorsque la réaction turbulente de réduction du carbone est terminée et que l'épaississement du laitier, bloque tout'3 possibilité de réaction avec le bain, on pro- cède à un échantillonnnnge et à urne analyse du métal dont la composition ne se modifie plus. Après réception des ré- sultats d'analysa on peut, si cela est nécessaire, procéder à une Insufflation de courte dure pour ajuster la teneur en carbone et la température du métal*.
Pour constituer le laitier ferro-caloique, lors de la mise en oeuvre un l'invention sur des fontes héma- tites, l'emploi de chaux sous une forme pulvérulente, permettant son échauffement et sa fluidification immédiate, est rendu obligatoire par la héecssité d'obtenir rapidement un Initier fluide et réactif à la surface l'un bain qui ne . conforte qu'une très faible quantité de laitier. Cette chaux pulvérulente est alors insufflée, suivant une méthode connsue, à la lance avec le courant d'oxygène ou de gaz oxydant.
Sur des fontes phosphoreuses ou semi-phosphoreuses, dont les bains présentent déjà une quantité importante de laitier fluide, au moment de mettra en oeuvre l'invention, il est possible d'apporter simplement de la chaux morcelée, à la surface du bain et de procéder à l'insufflation simple d'un gaz oxydant ou c'oxygéne pur, sans chaux, au moins jusqu'au moment où l'on amorce la réaction turbulente, pendant laquelle il pourra être intéressant d'insuffler de la chaux pulvérulente.
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Afin de bien faire comprendre l'invention, on va décrire ci-après, deux exactes nullement limitatifs de mise en oeuvre de l'invention en fin d'affinage au conver- tisseur. Le premier exemple est relatif à une fonte hématite, et le second se rapporte à une fonte phosphoreuse.
On a coule dans un convertisseur 6 tonnes d'une -
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fonte titrant i C 3,61 Mn 3,;; Si 0,0%; P 0,210#j 8 0,080%. Puis, après avoir effectue un premier affinage par insuffla- tion d'oxygène selon une méthode connue, on a procédé* selon l'invention en insufflant d'abord avec une lance haute de
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l'oxygène et de la chaux, e débit d'oxygène était 5 Nm3/tanj et celui de la chaux 20 kg/mn, le jet ne pénétrant pas dans le métal. On a poursuivi l'insufflation à ce régime pon- dant 9 minutes, puis on a abaissa la lance aussi rapidement que possible et on a réglé les débits d'insufflation aux valeurs suivantes :oxygène 15 N3/mn, chaux 90 kg/mn.
Le jet d'affinage atteignait alors directement le bain Métallique et, la réaction natal-laitier s'ôtant amorcée,
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on a poursuivi l'insufflation à ce régime avec la lance basse pendant 8 minutes après lesquelles, la réaction épatant calmée, on a arrête l'insufflation.
On a alors rabattu le convertisseur et prélevé un échantillon de métal dont l'analyse a donné ,C 0,39%;
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Mn 0,11%; P ,(0;; 8 0014%. Le laitier était solide et son analyse était Calo 63%; MgO ; FeO 16%; MnO 5%; p0 3%; Sio2 6%. On e ensuite procédé à l'ajustement du carbone et de la température en insufflant de l'oxygène avec une lance à la manière habituelle et on a coulé l'acier.
Dans un deuxième exemple d'application de l'invention aux fontos phosphoreuse on a coulé, en pré- sence du laitier bloqué provenant de la charge précédente,
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30 tonnes d'une fonte Thomas dont l'analyse était t 0 3,8% Si 0,3%; Un 0,46; P 1,8%;s 0,04%.
On a alors procédé à une première phase d'affinage à l'oxygène selon une méthode connue et on a effectué un décrassage du métal dont l'analyse était ;c 0,95%; Mn 0,2%; P 0,150%; 8 0,025%; la température étant de 1610 C,. On a ensuite procédé selon l'invention en insufflant avec une lance haute de l'oxygène et de la chaux avec des débits respectif* de 02 20 Nm3/mn et CaO 80 kg/mn, pendant 8 minutes après lesquelles on a, aussi rapidement que possible, descendu la lance et adopté un nouveau régime d'insufflation ! ;l 02 60 Nm3/mn, CaO 300kg/mn.
La réaction effervescente du laitier et du métal s'est alors amorcée et poursuivie pendant 3 minutes, et après cette période, le laitier étant devenu solide, ona arrête l'insufflation puis on a prélevé un échantillon de métal. Son analyse a donné ;C 0,58%; Mn 0,10%;
P 0,022%; 8 0,015%; la température étant de 1585 C, On a ensuite procédé à l'ajustement du carbone et de la température par une brève insufflation d'oxygène et on a coulé l'acier en conservant le laitier pour la charge suivante.
Il est bien entendu que les descriptions ci- dessus ne doivent être considérées que corne des exemples de mise en oeuvre de l'invention nullement limitatifs, et ne doivent pas servir à limiter la portée de l'invention, et que l'on pourrait imaginer bien des variantes etperfection- nemonts de détails de même qu'envisager l'emploi de moyens équivalents, sans pour autant sortir du cadre de la présente* invention.