Brevet FR2014830A1 — publié le 19700424

i 2014830 Là £nv$nfci©a concerne la fabrication d'un acier £-3Ki-Oi;.u3é. L*a--iûr ssHîi-ealiaé est fabriqué par de nombreuses zciCvt-j;., ù sôiif.i- cs-s c/astages cia3il-implique au point de vue 5 frais ^sr auito d'un haut- rendement en desi-produits♦ L'acier 3 lO Ou pra&cîiû alors, en principe en ajoutant à l'acier fondu G&tre autres du oosgsmèse et du sîlieinsa d@ façon que la matière fondue- coulée ûcsm des lingotièrss ®@ solidifie avec surpression. On ne parvient pas toujours à l'effet souhaité et. ainsi « on renom© bien souvent s fabriquer est acier seroi-calnis., 15 malgré les frais avantageux qu'il permet d'obtenir<> Pour une teneur ordinaire de QSQ5 à Q,2G$ en carbone^ il faut notoirement une teneur en oxygène à8environ 0„G12$ dans l'acier liquide pour que celui-ei se solidifie bien. Dès qir'il m produit wa faible écart par excès ou par défaut par rapport à cette valeur5 il y a 20 ou bien une poussée du lingot qui conduit à des défauts superficiels, ou bien sa solidification avec sous-pression^ ce qui entraîne un soudage incomplet de la retas&ure et donc un rebut» Quand on fabrique un acier seiai-calaé, il est très difficile d'ajuster de sissière simple et sûre la teneur en oxy-25 gène à environ 0,012$ dans la mtière en ftisiosio On rencontre plus sa détail 'les particularités suivantes dans 1® cadre des dispositions décrites„ Dans la plupart des usines où se fabrique 18acier serai-calmé, il est habituel d'ajouter des quantités bien déter-30 minées de manganèse, de silicium et d'aluminium dans un certain ordre, avec aussi emploi usuel de silieo-sianganèse, e8est-à-dire d'un alliage contenant environ 20> de silicium# à peu près 60$ de manganèse, le reste étant constitué par du fer et aussi dans certains cas du titane en guise d'impureté» 35 Si l'on ne prend pas avec exactitude la Juste pro portion en oxygène dans l'acier en fusion, on tente d© la corriger- par addition de silicium ou d'aluminium dans la lingotière» Toutefois, ceci est d'une part peu satisfaisant à cause d'une trop large dispersion du résultat et offre d'autre part des 40 effets secondaires peu souhaitables pour la qualité de l'acier, * BAD ORIGINAL BAD ORK3'*'*' 69 24314 2 2014830 pnr naissance .r iafei/uaione non îséèalli^ues» On sait anccra,. à la Suite ds reslierches scientifique--* ( scaffiussis&tis&s du "Kaiser Xasti*;ut fus? Eis@nféî?sâhimgs, Ea3i3sMo£sfs M-, 1332;, pages l8i à 203) qu'il apparaît à la 3 ûësos^~â&tious usage ©oasoEiteat 6@ Eaogaaèse st. de silieiiïi^ - àwS tas; â qui scQt an p-irtie plus bas que ssux qu'on ob'"i®îit aveo 1® aiansanèse ©t" 1-5 silîaiuss seuls et qui, dans #"3 champs défeoimaés d^'oa.âljsa.p à saTcir ÛU-^sscus de 0,6^ âe ùVXk&&&3& -ât .I?"5ïl¥i2lOa 63^' é '■S? vie!. 11 ei uëip sc-'j-t indépendants de la i.' o'-avŒi^FatiOïi •mri&zgêz ûs sAIlsiio -3'à el^sMeat pas Seaueoiîj. é- la es"a'3orrSrsibIo-.:. &i Esuage-aso-s âcac I';aà:i-3'j?s B&B0 la p?atiq«e5 oa a8a eeps^âaafe pas pu jusqu'à a^seat a^îîotsi- la p^©g^25tiOii s^éasygèna & la valeur souhaité© p&î-lo soûl usage de ea&gaaèoe jt siXlel'asi, gûiiîj eorreetio» ultér-iei-oo Ip dfîîis la lingotière0 On peut oosprendr© eeei puisque, d'après ©es recherches, la ps?©gKM?tl©s» .voulus ®a ©sygèsa d® 0,01^£ ne peut toujours s9obtenir que dans un domaine très étroit des teneurs de .::. ' ti^XGi3 'S'il tcï3:-.w^>"---^5- jpCii" VOi3^ lOOÛ^'^i SÔTuxG1^ TOîît dans tm lat®rfalle ûq Gs5 h 0?7f$ — manganèse; avec SO ©aviron 0,1$ ta silieiuEu G& fit! peut fc,i>3 coïncider ces eondi-tiOTD dans l'&riploitstiom p?titiqu@ que toès âiffisilement et de façon m,m r-^pv-2ûvMtibl@ » 1,2 pres-mte investie® a poi'r lyt d'indiquer somment f^s'iquos? vsa *;siGi5 esai-Q&lEîi d'une £s£ù;: L9 intention qciicqî?e.q ainsi un procédé de fabrication-d'acier semi-oalaé par leq&©l on ajouts entre autres à un acier 30 en fusion du "ïssnsanèse ©t âu @ili©ius ûq sorte que la masse fondue, coulée en lingot!ère, se solidifie ave© sur-pression* Sslos. 1?invention., on ajoute à l'acier en fusion, avant coulée, un alliage qui contient 50 à 85$ et, de préférence, 60 à 75$ de manganèse, 2 à 15$ de silielua® 0,02 à 0,SÉ de titane, 35 le reste, étant institué par du fer et des impuretés. habituelles, et- on ajuste ainsi la teneur de 18 acier en îaanganèse à une valeur comprise clans 18intervalle de 0,35 à. 1,2^. ..La proportion, du. silicium- dans 1* alliage doit être adapté© à la teneur voulue en manganèse dans l'acier en fusion 40 et peut l'être aisément dans de largss Usités. A cet effet, BAD ORIGINAL 69 24314 3 2014830 selon une particularité de l'invention, on ajoute, quand les teneurs de l'acier fondu en manganèse vont de 0,35 à 0,5056, vin alliage dont la teneur en silicium est comprise entre 9 et 15#. A cet égard et selon une autre particularité, on 5 ajoute, pour des teneurs en manganèse comprises entre 0,o0 et 1$, un alliage contenant 3 à 9# de silicium. On parvient d'après l'invention à un bon degré de pureté en inclusions non métalliques en ajoutant à la matière fondue, avant coulée et en combinaison avec les mesures déjà 10 décrites, un alliage qui contient au surplus 0,5 à 5% d'aluminium. L'invention est issue du fait que la grandeur de la proportion d'oxygène que l'on se fixe à la désoxydation par tan alliage de manganèse-silicium ne dépend pas seulement de la 15 quantit^et de la teneur en manganèse et silicium de l'alliage, mais aussi, dans une mesure considérable, des teneurs bien définies de cet alliage en titane et de plus, le cas échéant, en aluminium. Les proportions en titane que l'alliage contient 20 selon l'invention entraînent, quand on ajoute un alliage correspondant de manganèse et silicium, des proportions en oxygène sensiblement plus basses que celles qu'on obtiendrait sans ajouter de titane. Quand il y a teneur en titane non contrôlée en guise d'impureté, cet effet ne peut pas être décelé, dans le 25 cadre des dispositions connues. Cet effet peut sans doute s'expliquer par la formation de germes d'oxyde de titane sur lesquels des silicates de manganèse peuvent se ségréger en germination hétérogène. Le simple effet dêsoxydant de cette faible quantité de titane est négligeable et ne suffit pas à expliquer l'effet 30 qui vient d'être décrit. Quand on met en pratique ce procédé avec ajustement du contenu de l'acier en manganèse à une valeur comprise entre 0,35 et 1,20$, sa teneur en oxygène s'ajuste étonnamment, dans tous les cas et pour ainsi dire automatiquement, à 0,010-0,015#. 35 L'effet voulu se produit ainsi de lui-même et de façon aisément reproductible pour l'exploitation pratique. En outre, il n'est pas nécessaire de faire des corrections dans la lingotière. L'invention a aussi pour objet un alliage qui, permettant de mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention, 2j_0 contient 50 à 85# et, de préférence, 60 à 75# de manganèse, 69 24314 2014830 2 à 15# de silicium, 0,02 à 0,5# de titane et, pour le reste, du fer et des impuretés usuelles. Cet alliage peut contenir de plus 0j5 à 5# d'aluminium. En d'autres termes, l'invention a pour objet l'appli-5 cation de cet alliage à la fabrication d'acier semi-calmé par le procédé décrit. L'effet des proportions en titane ainsi prévues permet d'utiliser un ferro-manganèse peu coûteux de haut-fourneau» à teneur facile à obtenir de 0,1# en titane, pour fabriquer l'alliage conforme à l'invention, les éléments restants étant 10 alors alliés à ce ferro-manganèse. Les avantages auxquels on parvient grâce à l'invention résident dans le fait qu'on peut fabriquer par ce procédé un acier semi-calmé de façon simple pour la pratique d'exploitation et avec une bien moindre nécessité de faire des corrections 15 par addition d'agents désoxydants dans la lingotière. Il est important de pouvoir produire l'alliage nécessaire pour mettre en oeuvre ce procédé à partir de ferro-manganèse de haut-fourneau, selon le mode de réalisation préférentiel précité. Il est très intéressant d'obtenir souvent une grande 20 amélioration de la qualité superficielle pour des objets, par exemple des tôles, qui proviennent d'un acier calmé selon l'invention, avec simultanément une réduction des défauts internes, due au meilleur ajustement de la teneur de l'acier en oxygène grâce à l'alliage décrit. 25 Les exemples qui vont suivre feront bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Dans un premier exemple, on prend un acier Martin en fusion à 0,07# de carbone et 0,12# de manganèse vers l600°C. On le désoxyde, à raison de 0,65# du poids de matière fondue, par 30 un alliage contenant 64# Mn, 12# Si, 4# Al et 0,08# Ti, le reste étant constitué par du fer. Cet alliage a été fabriqué par dissolution de ferro-silicium et d'aluminium dans un ferro-manganèse de haut-fourneau liquide à taux correspondant en titane. L'acier fondu donne à l'analyse de coulée 0,11# de 35 carbone, 0,41# de manganèse et 0,012# d'oxygène. Les lingots se solidifient sans désoxydation supplémentaire dans la lingotière avec la configuration de tête souhaitée, légèrement bombée vers le haut, et donnent me production irréprochable en demi-produits et produits finis. 40 On obtient des résultats similaires en prenant un 69 24314 5 2014830 8 IsiSUlgâZLOSS £ 12}® de 5jiiieiur.i3 Qslfê ûe titane, sais pas â'alvjs^xLvuaa 1s l'est© étant ooasiitué par du a, wl' •» v'i peut. &U5S.I ajouter dans les deux cas du ferro-5 .ïûngiiri^ss, selon la composition. ci© 2." slilâ|g@£ tis ns le cadra de ce qui a été ùît-5 50 à 85^ de manganèse* 2 à 15# de silicium, 0,02 à y,S® de titane* I^ois un (ieuxièajs exemple9 oa désoxyde vingt coulées se rour-s Martin tle 22ÔG toaaes de qualité se®i«oaliîê©a contenant 10 0,10 à 0,rf£ 0 st 0,70 & 1^c;*j UTij, à l'aide âsun alliage conforme a 15invention qui contient 7G$ Ka, 7# Si, 2$ âl, 0,1$ Sij, 6,5# C| on coule 1*acier dans ûsjs lingotièî?es à brames de 10 à 20 tonnes qu'on lamine en tôles pour constructions navales„ La part en surfaces parfaites s'élève par exemple de 33-37$ à 77-80#. 1165 15 proportions en rebuts dus aux retassures passent en mime temps de 4,6 à 1,9#* BAD ORIGINAL 69 243 î 4 2014830 -HSVEKDIGAïIOMS ~ I» Procédé de fabrication d'acier semi-calmé avec addition à l'acier en .fusion de s-anganèss et de silicium entre autres pour que cet acier3 cou!» er« lingotière., se solidifie 5 avec surpression,, procédé caractérisé par 1 ' addition à 13 acier fondu, avant coulée., d'un alliage contenant 50 à 8SJS et, de préférencej 60 à 75!» de mang~nèss -, 2 s. 152$ à® silicium, 0,02 à 0,5$ de titane et-, pour le reste., du fsr et cias impuretés usuelles et,: ainsi-; par 1®ajustaient ds la toneir.* do l'acier en 10 manganèse à une valeur comprise en^re û-"vi si 1„2($- 2. procédé selon la r 2 venaient ion 1, ' caractérisé., pour des teneurs de 18 acier fondu en manganèse comprises entre 0,35 et G,60$s par l'addition à cet acier d'un alliage qui contient 9 à 15$ S® silicium» - 15 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé, pour des teneurs de l'acier fondu en manganèse comprises entre Qs6Q$ et 1$3 par l'addition à cet acier d'un alliage qui contient 3 a 9$ de silicium. 4c Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 1 à 3, caractérisé par l'addition à l'acier fondu, avant coulée, d'un alliage qui contient au surplus 0*5 à 5fa d'aluminium, 3, Alliage destiné à la miss ess oeuvre du procédé selon l'une quelconque, des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qtî'il contient 50 à 83$ et, de préférence, 60 à 75# de 25 manganèse, 2 à 15$ de silicium, 0,02 à 0,5$ de titane et, pour le reste, du fer et des impuretés usuelles» 6. Alliage selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il contient au surplus 0,5 à 5% d'aluminium. 7° Alliage selon les revendications 5 ou 6, carae-30 térisé par le"fait qu'il comprend en guise de matière de départ un ferro-manganèse de haut-fourneau auquel sont alliés les autres éléments. BAD ORIGINAL