Brevet FR2007517A1 — publié le 19700109

b9 13058 i 2007517 La présente invention concerne l'affinage d'une masse métallique carbonée fondue, en particulier,mais non exclusivement,de fonte ■brute en fusion et d'autres produits ferreux carbonés alliés ou non alliés, l'affinage étant mis en oeuvre en présence de substancés 5 formatrices de scories ou laitiers, par exemple à base de chaux,en insuffiant un gaz oxydant,par exemple de l'oxygène,sur la masse fondue,dans un four rotatif ayant un garnissage intérieur réfrac-taire, pratiquement tout le monoxyde de carbone étant brûlé avec le gaz oxydant introduit et la chaleur ainsi obtenue étant transfé-10 rée à la nasse fondue par la rotation du four. Grâce à la combu?-» tion du monoixyde de carbone,le procédé présente un très bon bilan thermique et on peut utiliser la chaleur pour faire fondre des ri-blons ou pour la réduction du minerai directement dans l'opération d'affinage. Cependant l'inconvénient de tels procédés d'affinage 15 est que l'usure sur le garnissage intérieur est plus grande qu'avec d'autres procédés classiques draffinage. On sait,par exemple,que 1'affinage de la fonte en acier,dans un four rotatif mentionné ci-dessus,s'accompagne d'une usure importante sur le garnissage intérieur durant la dernière étape du pro-20 cédé. On réalise habituellement l'affinage en deux étapes.Dans une première étape,quand la plus grande partie du carbone est éliminée, le laitier est solide. Quand plus de 80% du carbone est éliminé,le laitier fond et on l'évacué. On commence ensuite une deuxième étape dans laquelle le carbo-25 ne restant dans la masse fondue,qui a maintenant une faible teneur en carbone, est éliminé en présence d'un liaiter liquide ayant une teneur élevée en oxyde de fer. Approximativement la moitié de l'usure du garnissage intérieur apparaît dans la seconde étape bien que cette dimension prenne un temps beaucoup plus court que 50 la première étape. Les mesures de l'usure du garnissage intérieur montrent qu'il s'use quatre fois rjlus rapidement dans la seconde étape que dans la première. On considère que cette vitesse élevée d'usure est due au pourcentage d'oxyde de fer dans le laitier. Quand on doit affiner de la fonte ayant une teneur élevée 35 en phosphore (plus de 1% de P),on peut arriver au terme de la première étape avec une teneur en carbone de 0,5% et une teneur en phosphore de 0,1% dans la masse fondue . Si l'on utilise une fonte pauvre en phosphore (inférieure à 0,5% P), la première étape peut être achevée avec de faibles teneurs en carbone ,0'usqu'aux alen-40 tours de 0,1%. Eventuellement , on n'évacue pas le laitier entre 6AD ORIGINAL 13058 2 2007517 les deux étapes dans ce dernier cas. Dans l'étape finale,une teneur élevée d'oxyde de fer est désirable,entre autre,pour obtenir un faible pourcentage de phosphore' dans l'acier finalement produit» Il s'est révélé maintenant possible de réduire consiàérable-5 ment l'usure du garnissage intérieur dans 11 étape, finale de l'af- . finage sans diminuer la teneur en oxyde de fer dans le laitier. Selon l'invention,on réalise l'étape finale de 11 affinage,quand la teneur en carbone dans la masse fondue est faible,de préférence inférieure à 0,5% eu poids, avec une insuffisance d'oxygène dans 10 l'atmosphère du four. Le- pourcentage de monoxyde de carbone dans l'atmosphère du four doit de préférence être supérieur à 50% en volume. Le meilleu'r résultat est obtenu si le rapport voluniétrique ou moléculaire entre 00 et OOg dans l'atmosphère du four est de 6/1 ou davantage. En même temps on conserve la teneur en oxyde de 15 fer du laitier qui est de préférence supérieure à 10% en poids de fer. Malgré cette quantité d'oxyde de fer dans le laitier,on observe une diminution de l'usure du garnissage intérieur dans l'étape finale de plus de 50% en utilisant l'invention, 20 Le déficit d-'oxygène dans l'atmosphère du four,tout en conservant la teneur en oxyde de fea?,peut être réalisé en réduisant l'apport d'oxygène gazeux et en augmentant simultanément la charge d'oxyde de fer, par exemple du minerai.Toutefois,on l'obtient avantageusement en insufflant le gaz oxydant pratiquement perpendicu-251airement à la surface de la masse métallique fondue. De plus ,1a distance séparant la buse par laquelle on insuffle le gaz oxydant et la surface de la masse fondue est courte,de préférence inférieure à 0,5eu Ces moyens assurent aussi la conservation de la teneur du laitier en oxyde de fer. 30 Eventuellement le four rotatif doit rester stationnaire pendant l'étape finale. Selon un mode de réalisation de L'invention, on place alors le four à sa position verticale,en admettant que le four tournant est fermé à une extrémité. Après achèvement de 11 affinage,on peut mélanger la masse fon-35 due et le laitier, éventuellement après addition davantage de chaux,en faisant tourner le four,sans insuffler de gaz oxydant ou très peu. Cela est particulièrement important si l'étape finale est effectuée dans un four fixe. On effectue les étapes suivantes quand on utilise l'invention 40 pour affiner la fonte Thomas dans un four rotatif du type KALD0; ;6AD ORIGNAL fcÇ 13058 20075.Î7 3 Quand on charge le four avec 30 tonnes de fonte contenant 0,3% de Si, 1,8% de P et 0,4% de Mn,on ajoute 3»8 tonnes de chaux et 4,0 tonnes de minerai de fer. L'oxygène est insufflé dans le four,au-dessus de la nasse fondtte ,avec un débit de 2,0 Nm^/min./ 5 tonne de la façon normale,c1 est-c-dire horizontalement ou obliquement par rapport à la surface du "bain,pendant que le four tourne à 30 tours/minute. La fonte est ainsi affinée Jusqu'à ce que pratiquement tout le nonoxyde de carbone formé dans le four soit consommé. Quand l'affinage commence à diminuer, le laitier fond, 10 ce qui demande 28 minutes après le début du soufflage. On arrête l'opération et on évacue la scorie qui contient maintenant pratiquement tout le phosphore de la fonte, La teneur du bain en fer est alors de 0,5% et elle est de C-,1% en phosphore.L'usure du garnissage intérieur dans le four est mesurée connue étant environ de 15 3 On ajoute alors 0,3 tonne de chaux et 0,3 tonne de minerai de fer et on poursuit le soufflage avec une buse différente,en dirigeant le courant d'oxygène gazeux presque perpendiculairement à la surface de la masse fondue. On fait tourner le four à la même vitesse que précédemment. L'apport d'oxygène gazeux est alors 20 de 1,6 ÎTm^/min/toniie. Après 4 minutes on arrête le soufflage et on peut sortir l'acier avec une teneur de 0,1% en carbone et de 0,02% en phosphore. L'usure du garnissage intérieur pendant cette période est de 1,0 mm contre 1,9 de quand on opère le soufflage de façon classique. BAD ORIGINAL 13058 -4 , 2007517 -REVENDICATIONS- 1. Un procédé d'affinage d'une nasse métallique carbonée fon~ due en présence de substances formatrices de laitier,par exemple à base do chaux,avec soufflage d'un gaz oxydant dans un four rotatif ,pratiquement tout le monoxyde de Sarbone formé durant l'affi— 5 nage étant transformé en dioxyde de carbone dans la chambre du four,ledit procédé étant caractérisé en ce que l'étape finale de l'affinage, quand la teneur en carbone de la masse métallique fondue est faible , de préférence inférieure à 0,5 % en poids, est effectuée avec un déficit d'oxygène dans l'atmosphère du four, 10 de préférence avec une teneur en monoxyde de carbone supérieure à 50% en volume. 2. Un procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que le rapport GO/COg dans l'atmosphère du four dans l'étape finale de l'affinage est de 6/1 ou plus. 15 3. Un procédé' selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que le pourcentage d'oxyde de fer dans le laitier est maintenu pendant l'étape finale et de préférence est.supérieur à 10% en poids de fer. 4. Un procédé selon l'une des revendications 1 à 3,caracté-20 risé en ce que le gaz oxydant est insufflé pendant l'étape finale, pratiquement à angle droit par rapport à la surface de la masse fondue. 5. Un procédé selon la revendication 4,caractérisé en ce que le gaz oxydant est insufflé pendant l'étape finale sur la surface 25 de la masse fondue par une buse ou tuyère située près do la surface, de préférence à moins, de 0,5 m de la surface. 6. Un procédé selon l'une des revendications 1 à 5}caractérisé en ce que le four est fixe,de préférence avec l'axe de rotation pratiquement vertical,pendant l'étape finale. 30 7* Un procédé selon l'une des revendications 1 à 6,caracté risé en ce qu'après la fin de l'affinage la masse fondue et le laitier sont mélangés, éventuellement après addition de davantage de chaux,avec rotation du four, en n'insufflant pas, ou très peu,de gaz oxydant. 35 8. Acier obtenu par le procédé selon les revendications 1 à% ifflD ORIGINAL