Brevet FR2030162A1 — publié le 19701030

a présente invention concerne les procédés d'élaboration de l'acier dans un convertisseur à ltoxygène, à partir d'une fonte liquide à travers laquelle on souffle de l'oxygène jusqu décarburation définitive. On connut un procédé d'élaboration de 12 acier au chrome-nickel à partir d'une fonte contenant du chrome et du nickel, par soufflage d'oxygène ou d'un gaz contenant de l'oxygène à travers cette fonte, dans un convertisseur, ctest-à-dire que pour réaliser ce procédé il faut une fonte spéciale qu'il est difficile d'obtenir dans un haut fourneau. On connaît aussi un procédé d9élaboration aciers fortement alliés au chrome et au chrome-nickel à partir de fontes fortement alliées au chrome et au chrome-nickel, par soufflage dans un convertisseur (certificat d'auteur soviétique N 117.528). Mais ce procédé requiert luiaussi une fonte couteuse de composition complexe. On a aussi proposé d'élaborer l'acier inoxydable à partir d'une fonte faiblement alliée, dans des convertisseurs (cf. brevet U.S.A. NO 3.336.162). Couformement à ce procédé, à partir d'une fonte contenant 9 à 25% de chrome, jusqu'à 8% de nickel, de 3,5 à 6% de carbone et de i à 5% de silicium, on élabore un acier inoxydable contenant 9 à 21%o de chrome, jusqu'à 8% de nickel et jusqu'à 0,1% de carbone. Une telle teneur de l'acier en carbone est obtenue par mise sous vide. Pour réaliser ce procédé d'élaboration de l'acier il faut aussi une fonte spéciale à haute teneur en chrome et en silicium, de composition complexe. Il en résulte que l'on ne peut élaborer qu'une gamme restreinte d'aciers: seulement des aciers inoxydables à teneur en carbone inférieure à 0,1%. En outre, l'acier obtenu peut avoir une teneur accrue en soufre et phosphore, car la scorie n'est pas évacuée. Be décrassage, dans ce ce procédé,-ne doit pas entre effectué, car il entraînerait une perte de chrome. Par surcroît, au cours de l'élaboration on ne réduit pas les oxydes de chrome de la scorie, ce qui se traduit par des pertes de chrome avec la scorie. En définitive, les conditions créées ne sont pas favorables à la désoxygénation de l'acier et à son alliage avec le til;ene pour abaisser la teneur du métal en carbone jusqu'à celle prescrite il faut mettre l'acier liquide sous vide portion par portion dans une poche, ce qui complique le processus et augmente son prix. Be but de la présente invention est de supprimer les inconvénients mentionnés. Il s'agissait donc de créer un procédé d'élaboration de l'acier au chrome dans un convertisseur à l'oxygène, qui permettrait d'obtenir à partir d'une matière première moins chère (fonte d'affinage de composition courante) une gamme étendue d'aciers à bas carbone faiblement, moyennement, et fortement alliés, ainsi que d'aciers alliés de composition complexe. La solution consiste en un procédé d'élaboration de l'acier dans un convertisseur à l'oxygène, à partir d'une fonte liquide à travers laquelle l'oxygène est soufflé jusqu'à décarburation définitive, procédé dans lequel, suivant l'invention, l'élaboration est réalisée à partir d'une fonte d'affinage avec décrassage périodique, puis au cours du soufflage, on additionne au métal décarburé, à une vitesse allant jusqu'à 100 kg par tonne de métal à la minute, du ferrochrome au carbone contenant 6 à 8 de carbone et mélangé avec de la chaux; après dé carburation du bain on arrête le soufflage et on intr.oduit dans la scorie un mélange de ferrosilicium et de silicocalcium en poudre jusqu'à clarification de la scorie, et, tout en continuant le soufflage, on additionne une quantité supplémentaire de chrome en introduisant du ferrochrome à bas carbone, contenant jusqu'à 0,15 de carbone, èt mélangé avec des alliages siliceux. Ainsi réalisé, le procédé d'élaboration de l'acier est moins cher; il assure l'obtention d'une gamme étendue d'aciers au chrome à bas carbone faiblement, moyennement et fortement alliés, ainsi que d'aciers alliés de composition complexe. Dans le cas d'élaboration d'acier au chrome-nickel suivant le procédé indiqué, il suffit d'ajouter à la fonte d'affinage liquide du nickel en quantité suffisante pour obtenir la nuance d'acier requise. Avec un tel mode opératoire on réduit la perte au feu totale de métal et il devient possible de réaliser une décarburation poussée du ferrochrome au carbone d'addition. Il est souhaitable de charger le ferrochrome au carbone à l'état granulé ou en petits morceaux, mélangé avec une quantité de chaux d'au moins 250 kgpsr tonne de ferrochrome. Cela permet de réduire le temps nécessaire à la dissolution du ferrochrome dans le métal, et d'obtenir une scorie de basicité requise. Dans le cas d'élaboration d'un acier à teneur en chrome supérieure à 14%, il est avantageux que le ferrochrome au carbone apporte au métal au moins 85% de la quantité de chrome requise, le reste étant apporté par le ferrochrome à bas carbone chargé, au cours de soufflage, conjointement avec les alliages siliceux, déduction faite du chrome apporté au métal par les déchets d'acier allié. On peut ainsi remplacer le ferrochrome à bas carbone coûteux par du ferrochrome à haut carbone moins cher, et dsaccroî- tre le taux d'extraction du chrome du mineral, tout en obtenant des nuances d'aciers à bas carbone. Il est souhaitable, simultanément avec l'introduction dans la scorie du mélange de ferrosilicium et du silicocalcium en poudre, d'ajouter au métal du silicium en quantité correspondant à la nuance d'acier à élaborer. Il en résulte un abaissement des pertes de chrome et des dépenses de ferrochrome pour la fabrication d'un acier de nuance requise. A la fin de l'élaboration on peut ajouter des déchets d'acier allié en auantité dgau moins 80 à 100 kg par tonne d'acier liquide. Il en résulte un accroissement du rendement en acier apte à l'utilisation et un abaissement de la température de l'acier avant la coulée. Pour expliquer l'invention on décrit ci-après, à titre non limitatif, des exemples de réalisation du procédé d'élaboration de l'acier dans un convertisseur à l'oxygène. Exemple 1 le procédé d'élaboration de l'acier au chrome, suivant l'invention se déroule de la façon suivante. On verse dans le convertisseur une fonte d'affinage de composition courante et on souffle l'oxygène par le haut. Au cours du soufflage on décrasse périodiquement et, après achèvement de la décarburation de la fonte, on décrasse complètement à une température du métal proche de 1700-1720 C. Geci fait, on commence le soufflage à l'oxygène et simultanément on charge dans le convertisseur, à une vitesse allant jusqu'à 100 kg par tonne de métal à la minute, du ferrochrome au carbone granulé ou en petits morceaux, contenant 6 à 8% de carbone et mélangé avec de la chaux ajoutée à raison d'au moins 250 kg par tonne de ferrochrome. La quantité introduite de ferrochrome au carbone est déterminée suivant la teneur en chrome nécessaire dans l'acier à élaborer. Après achèvement de la décarburation du bain, on procède au traitement de la scorie au chrome s'étant formée pendant le soufflage, par un mélange réducteur de ferrosilicium et de silicocalcium en poudre, jusqu'à clarification de la scorie. Avant de traiter la scorie on introduit dans le métal du silicium en quantité correspondant à son taux dans l'acier à élaborer. Ensuite on corrige la teneur en chrome en ajoutant du ferrochrome contenant jusqu'à 0,15% de carbone et mélangé à des alliages siliceux, et on souffle le métal pendant un court laps de temps pour le brasser et assurer une meilleure dissolution du ferrochrome. Pour obtenir un acier à teneur en chrome inférieure à 14%, l'addition de chrome au métal s'effectue en introduisant dans le convertisseur seulement du ferrochrome au carbone. A la fin de l'élaboration on ajoute des déchets d'aciers alliés (riblons) à raison d'au moins 80 à 100 kg par tonne d'acier liquide; le ferromanganèse et l'aluminium sont chargés dans la poche lors de la coulée, après désoxydation de la scorie. L'acier au chrome élaboré par ce procédé contient, en poids, 11 à 12% de chrome, 0,17 à 0,23% de carbone, 0,1 de silicium, O, 36 à 0,5% de manganèse, 0,02 à 0,025 % de soufre, 0,011 à 0,03% de phosphore. Exemple 2 le procédé d'élaboration de l'acier chrome-nickel, suivant l'invention, est réalisé de la façon suivante. On charge dans le convertisseur du nickel en quantité correspondant au taux de nickel requis dans l'acier à élaborer, après quoi on verse la fonte dans le convertisseur et on la souffle avec de l'oxygène par le haut. La scorie qui se forme alors est évacuée périodiquement jusqu'à la décarburation définitive de la fonte, puis on décrasse complètement à une température du métal comprise entre 1700 et 17200C. Par la suite, pendant le soufflage du métal par l'oxygène, on ajoute continûment dans le convertisseur, à une vitesse allant jusqu'à 100 kg par tonne de métal à la minute, du ferrochrome au carbone granulé ou en petits morceaux, contenant 6 à 8% de carbone et mélangé avec de la chaux introduite à raison d'au moins 250 kg par tonne de ferrochrome. Avec le ferrochrome au carbone on introduit dans le métal au moins 85% de la quantité de chrome requise. Après décarburation du bain, on procède au traitement de la scorie au chrome par un mélange réducteur de ferrosilicium et de silicocalcium en poudre, jusqu'à clarification de la scorie. Avant de traiter la scorie on introduit dans le métal du silicium jusqu'à obtention du pourcentage correspondant à la nuance d'acier à élaborer. Ensuite on corrige le teneur du métal en chrome par addition de ferrochrome contenant jusqu'à 0,15% de carbone et mélangé avec des alliages siliceux, et, pendant un court laps de temps, on souffle le métal à l'oxygène pour la dissolution du ferrochrome et l'homogénéisation de la composition du bain. A la fin de l'élaboration on introduit des déchets alliés (riblons d'acier de fabrication) à raison d'au moins 80 à 100 kg par tonne d'acier liquide. le manganèse et le ferrotitane sont introduits dans la poche lors de la coulée du métal du convertisseur, après désoxydation de la scorie. L'acier au chrome-nickel élaboré par ce procédé contient, en poids, 0,05 à 0,08% de carbone, 0,3 à 0,5% de silicium, 1,2 à 1,3% de manganèse, 18 à 19% de chrome, 8 à 9% de nickel, 0,016 à 0,02% de soufre, 0,01 à 0,02% de phosphore. Exemple 3 L'acier de construction est élaboré par le procédé proposé de la façon suivante. Avant de verser la fonte dans le convertisseur, on charge le nickel, le ferromolybdène ou le ferrotungstène en quantités assurant l'obtention du pourcentage requis de ces éléments dans l'acier fini. le soufflage est exécuté de la meme façon que pour l'élaboration de l'acier au chrome (cf. exemple 1). Ba quantité de ferrochrome au carbone à ajouter est déterminée suivant le taux de chrome requis dans l'acier fini, compte tenu du chrome apporté par les déchets d'aciers alliés. Ba quantité de déchets d'aciers alliés ajoutés pour abaisser la température du métal est déterminée d'après sa température à la fin du soufflage. Be ferromanganèse et l'aluminium sont ajoutés dans la poche, lors de la coulée, après désoxydation de la scorie. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu a titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Un procédé d'élaboration de l'acier dans un convertisseur à l'oxygène à partir d'une fonte liquide soufflée à l'oxygène jusqu'à décarburation définitive, caractérisé en ce que l'élaboration est réalisée à partir d'une fonte d'affinage avec évacuation périodique de la scorie formée, puis, au cours du soufflage, on ajoute au métal décarburé, à une vitesse allant jusqu'à 100 kg par tonne de métal à la minute, du ferrochrome au carbone contenant 6 à 8 % de carbone et mélangé avec de la chaux; après décarburation du bain on arrete le soufflage et on introduit dans la scorie un mélange de ferrosilicium et de silicocalcium en poudre jusqu'à clarification de la scorie; ensuite, en constituant le soufflage, on allie additionnellement le métal avec du chrome par introduction de ferrochrome à bas carbone contenant jusqu'à 0,15 % de carbone et mélangé avec des alliages silicieux. 2. Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ferrochrome au carbone est introduit sous forme de granulés ou en petits morceaux en mélange avec la chaux en quantité au moins égale à 250 kg par tonne de ferrochrome. 3. Un procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que pour l'élaboration de l'acier au chrome-nickel on ajoute à la fonte d'affinage liquide du nickel en quantité nécessaire pour obtenir la nuance d'acier requise. 4. Un procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'élaboration de l'acier à teneur en chrome supérieure à 14 %, la quantité de chrome apportée au métal par le ferrochrome au carbone est d'au moins 85 % de la quantité de chrome requise, le reste étant apporté par le ferrochrome à bas carbone chargé au cours du soufflage avec des alliages silicieux, déduction faite du chrome apporté au métal par les déchets d'aciers alliés. 5. Un procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que simultanément avec l'introduction dans la scorie du mélange de ferrosilicium et de silicocalcium en poudre on ajoute au métal du silicium en quantité orrespondant à la nuance d'acier à élaborer. 6. Un procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu a la fin de l'élaboration, on ajoute des déchets d'acier alliés en quantitésau moins égale à 80-100 kg par tonne d'acier liquide. 7. Un acier du type obtenu dans un convertisseur à oxygène à partir d'une fonte liquide soufflée à l'oxygène jusqu'à décarburation définitive, caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé consistant à élaborer l'acier à partir d'une fonte d'affinage avec évacuation périodique de la scorie formée, puis, au cours du soufflage, à ajouter au métal décarburé, à une vitesse allant jusqu'à 100 kg par tonne de métal à la minute, du ferrochrome au carbone contenant 6 à 8 % de carbone et mélangé avec de la chaux, à arrêter le soufflage, après décarburation du bain, et à introduite dans la cscorieun mélange de ferrosilicium et de silicocalcium en poudre jusqu'à clarification de la scorie, et en continuant le soufflage, à allier additionnellement le métal avec du chrome par introduction de ferrochrome à bas carbone contenant jusqu'à 0,15 % de carbone et mélangé avec des alliages silicieux. 8. Un acier caractérisé en ce qu'il est obtenu par un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 cidessus.