Brevet FR2026866A1 — publié le 19700925

,9 42951 ... . 2026866 La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'alliages métalliques, par exemple de l'acier. Au cours de la fabrication de métaux ou d'alliages métalliques, il est fréquemment nécessaire d'ajouter des substances 5 d'alliage de divers types et/ou un agent réducteur au produit en fusion au cours du processus. Ces substances et agent peuvent être ajoutés au produit en fusion dans le four ou dans un récipient du type poche ou poche-four dajis lequel le produit en fusion a été coulé. La substance d'alliage ou l'agent réducteur peut ê'tre a -D jouté à la poche ou à la poche-four avant, pendant ou après que le produit en fusion y est coulé. Les substances d'alliage et les agents réducteurs sont fréquemment extrêmement réactifs et sont sujets à l'oxydation-par l'air et les scories,par exemple. Ces substances peuvent fré— 15 quemment entrer en contact avec l'air et les scories lorsque l'on; met en oeuvre des procédés classiques pour les ajouter à l'acier. Le rendement des substances d'alliage et des agents réducteurs est par conséquent fréquemment faible et le prix de revient est élevé. 2D L'invention est relative à un procédé pour l'addition de substances d'alliage et/ou d'agents réducteurs à un métal en fusion d'une façon qui procure d'une charge, à l'autre un rendement plus élevé et plus uniforme, en réduisant ainsi le prix de revient. L'invention se caractérise en ce que dans un produit 25 en fusion dans un four ou une poche et qui est constitué principalement par la matière finale, on immerge au moins une substance d'alliage et/ou une substance réductrice sous forme de barre ou de fil , cette substance ayant un point d'ébullition supérieur à la température du produit en fusion , ce dernier étant simulta-33 nément agité grâce à une agitation par induction ou par un balayage avec un gaz, l'immersion étant effectuée grâce à une force mécanique appliquée extérieurement ou au moyen d'un poids applique. " à la ou aux barres, la pression ayant une valeur suffisamment ©'levée pour s'opposer à la force de soulèvement due au déplacement 35 de la ou des barres immergées, de telle sorte que ces dernières sont rapidement immergées au moins sur la majeure partie de la distance dans le bain. Les barres sont suspendues verticalement et. sont 69 42951 2026866 serrées à leur extrémité supérieure dans un support. En repoussant la ou les substances d'alliage perpendiculairement à travers les scories vers le bain d'acier, alors que celui-ci est constamment agité , l'alliage a lieu pratiquement par contact direct entre la 5 substance d'alliage et l'acier en fusion. On évite ainsi des réactions entre l'oxygène de l'air et les scories , par exemple, et le rendement est fortement accru. Un autre avantage est, qu'avec ce procédé il est possible de sélectionner le moment le plus approprié pour l'addition 10 de la matière en forme de barre. Il a fréquemment été nécessaire précédemment, d'ajouter la substance d'alliage ou l'agent réducteur dans le courant de produit en fusion qui est coulé à partir du four de fusion dans la poche, par exemple. Ceci donne habituellement un faible rendement laissé au hasard. A présent, à la fois 15 le moment de l'addition et l'ordre suivant lequel elle sont ajoutess dans le cas de plusieurs additions, peuvent être sélectionnés tout en conservant un rendement élevé et uniforme d'une charge à l'autre . L'agitation peut être réalisée grâce à un balayage 20 avec un gaz , avec des agitateurs électromagnétiques pour un courant polyphasé à basse fréquence ou avec des agitateurs mécaniques. Aussi bien en ce qui concerne les substances d'alliage que les agents réducteurs, on peut indiquer que les problèmes de rendement qui se présentaient quant aux matières réactives 25 (matières sujette à 1' oxydation), en particulier les matières ayant une densité inférieure à celle du produit en fusion, sont pratiquement résolus à présent. Il est essentiel que la pression exercée sur la matière en forme de barre soit telle que la force de soulèvement 30 due au déplacement des barres immergées soit opposée et que les barres soient rapidement immergées au moins sur la majeure partie de la distance dans le bain. La vitesse d'immersion doit être relativement grande (période inférieure à une minute) pour ernpê-chet une fusion appréciable au cours du processus d'immersion. 35 Les barres doivent avoir une certaine dimension mi nimum afin d'offrir une résistance mécanique suffisante , mais elles doivent aussi être assez épaisses. A titre d'exemple, on peut mentionner que des barres d'aluminium avec une section trans- 69 42951 2026866 versale de 75 x 75 mm se sont révélées satisfaisantes. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemp.1 non limitatif et en se référant au dessin annexé. 5 Un acier en fusion a été versé dans une poche et c doit également y ajouter , indépendamment des substances d'allie déjà ajoutées dans le four, de 11 aluminium.La poche est équipée de moyens pour une agitation électromagnétique , mais un balayaç avec un gaz à travers le fond de la poche est également possible 10 Des barres de substance d'alliage 16 , dans le pré sent cas de l'aluminium, sont fixées de manière convenable dans des moyens de fixation 13 d'un poids suffisant , par exemple un corps d'acier suspendu dans une grue sur portique ou pivotante. Les barres peuvent être fixées aux moyens de fixation à l'aide c 15 supports de conception spéciale 14, avec des coins 15. Les bari sont immergées assez rapidement (en une période inférieure à une minute) dans le produit en fusion 12, par exemple un bain d'acie qui est soumis à une agitation constante et sôus l'influence du poids total des barres et du lingot , le poids étant ajusté de 20 telle sorte que la force de soulèvement due au déplacement du pi duit en fusion est toujours dépassée par la pression d'immersior Ceci peut également être réalisé en appliquant une force mécanic aux barres, directement ou par l'intermédiaire de leviers. Les 1 res devraient être immergées jusqu'à un repère 17 indiqué en tr Au cours d'essaÈ, le rendement à partircfeïaluminii à varie • entre 63 et 83% , suivant la méthode utilisée. Ceci est 35 à comparer avec le rendement d'aluminium de 29% qui est obtenu lorsque l'aluminium est ajouté au fond de la poche avant la coulée à partir du four de fusion. Le tableau ci-après donne des ré sultats de différents essais au cours de la fabrication d'acier 69 42951 4 2026866 allié au silicium pour des tôles électriques: Acier en fusion Quantité Al Teneur finale en Rendement en Al % - kg consommée fe? Al % en poids 19 240 47,0 0,16 63 5 18 560 86,8 0,31 67 18 730 . 37,0 0,14 71 17 370 61,2 0,25 71 19 720 38,0 p,14 73 18 070 64,2 0,16 73 10 18 700 59,7 O,25 78 19 300 .37,5 O,16 83 La variation de rendement s'explique par le fait que l'agitation a été poursuivie pendant des périodes de temps différentes après l'achèvement de l'addition. Pour un rendement optimum, 15 il est important que, dans les cas où le produit en fusion vient en contact au cours de l'agitation avec l'oxygène de l'air, cette agitation soit arrêtée aussitôt que l'on a obtenu une homogénéisation complète de la substance d'alliage dans le produit en fu-qion. Pour une charge d'environ 20 tonnes, ceci signifie au plus 20 tard deux minutes après l'achèvement de l'addition. Le produit final pour les essais a été , comme indi- . qué précédemment, de l'acier pour des tôles électriques possédant, .indépendamment du fer , une teneur en carbone inférieure à 0,030%, une teneur en silicium comprise entre 1,0 et 3,5% et des teneurs 25 en aluminium comprises entre 0,15 et 0,35%. Comme indiqué, le procédé suivant l'invention peut être utilisé pour la fabrication d'un grand nombre d'alliages métalliques. Il trouve un intérêt tout particulier lorsque des substances d'alliage onéreuses doivent être ajoutées au produit 30 en fusion , par exemple de l'aluminium ou du titane ou des agents réducteurs avec un prix unitaire élevé. Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir 35 du cadre du présent brevet. 69 42951 5 2026866 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'un alliage métallique , par exemple de l'acier, caractérisé en ce que dans un produit en fusion dans un four ou une poche et qui est constitué pr; 5 cipalement par la matière finale, on immerge une substance d'alli ageet/ou une substance réductrice sous forme de barres ou de fil la substance possédant un point débullition supérieur à la température du- produit en fusion , ce produit en fusion étant simultanément agité grâce à une agitation par induction ou par un balay-10 âge avec un.gaz, l'immersion étant effectuée grâce à une force • mécanique appliquée extérieurement ou à l'aide d'un poids appliqu 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans un acier en fusion contenant du silicium aussi bien que du fer et du carbone, on immerge au moins une barre d' 20 aluminium, le produit final ainsi obtenu ayant une teneur en silicium de 1,0 à 3,5% en poids et une teneur en aluminium de 0,15 à 0,90% , de préférence 0,20 à 0,35% , le rendement en aluminium étarifccb 70 à 80%. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé 25 ■ en ce qu'on immerge dans le produit en" fusion, soit avant , soit après l'addition d'aluminium , un agent: réducteur , éventuellement - en même temps qu'une substance"d'alliage telle que du silicium-fei du silicium-calcium et/ou du calcium-aluminium. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendica-30 tions précédaites, caractérisé en ce que la substance d'alliage et l'agent réducteur sont immergés simultanément dans le produit en fusion ou en succession avec une séquence arbitraire. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce qu'on immerge dans le produit en 3 5 fusion des barres ayant une épaisseur minimum de 20 mm , de préférence d'au moins 50 mm , avec une section carrée de par exemple 50 x50mm ou une section'circulaire d'un diamètre de 50mm.