Brevet FR2125477A1 — publié le 19720929

La présente invention est relative à un agent pour la formation de laitier dans la fabrication de l'acier, que l'on ajoute à cet effet dams le four. La pierre à cnaux, le spat fluor et les fragments de briques de silice, ou un mélange de ceux-ci ont éte conventionnellement utilisés comme agent pour la formation de laitier, dans un convertisseur, un four électrique et un four à foyer ouvert, pour la faorication d'acier. En particulier, le spat fluor a été largement utilisé comme agent de formation de laitier, du fait que le spat fluor améliore la fluidité du laitier et est également un agent économique de formation du laitier. Cependant, le spath fluor est un fluorure (CaF2) qui endommage les parois du four au moment de son utilisation et gagne le milieu de travail par le dégagement de gaz fluorés.Bien qu'il soit préférable que le spath fluor contienne plus de 85% en poids de CaF2 lorsqu'on l'utilise dans la fabrication de l'acier, le spath fluor a tendance à devenir rare et sa qualité s'est dégradée de telle sorte que pour le moment il ne constitue pas un matériau sounaitaDle pour la faBrication de l'acier. I1 s'est récemment révélé que la cendre d'aluminium consistant principalement en oxyde d'aluminium et contenant de l'aluminium métallique avait un effet fonctionnel sur la désoxydation du laitier. Par exemple, il permet la réduction de l'oxyde de chrome, dans le laitier d'alliage chrome-acier, en chrome métalli- que, ce qui accroît le gain en chrome additionné à l'acier en fu- sion, permet de diminuer la quantité de spath fluor utilisé, permet d'accélérer la vitesse de formation du laitier et de diminuer le temps de réduction. Cependant, la cendre d'aluminium métallique pénètre dans l'acier en fusion meme sous forme de poudre fine et reste dans l'acier en fusion sous forme d'oxyde d'aluminium, ce qui a un effet néfaste sur l'acier en fusion et tout particulièrement lorsqu'il est utilisé en coulée continue, l'oxyde d'aluminium dans l'acier en fusion, en se combinant avec l'oxyde de manganèse ou le bioxyde de silicium adhère à la buse de l'auge connue sous le nom de "tundis" et l'obstrue, ce qui rend impossible la coulée.De plus, l'aluminium possède une très forte affinité pour l'oxygène et est instantanément o^,7dé, c'est-à-dire se consume du fait de la température élevée régnant a l'intérieur du four; il s'ensuit donc que la quantité d'aluminium agissant pratiquement en tant qu'agent de désoxydation est d'environ 30 à 50-Ao. Cet agent pour la formation du laitier doit donc être utilisé en une quantité supérieure à celle qui est nécessaire et par conséquent n'est pas non plus avantageux d'un point de vue strictement économique. De plus, on ne peut pas dire qu'avec ledit agent de formation de laitier constitué principalement de cendre d'aluminium on obtienne un résultat fonctionnel suffisant. La présente invention a pour objet un agent de formation de laitier pour la fabrication de l'acier qui ne présente pas les inconvénients précités des agents antérieurement connus. L'agent de formation de laitier,pour la fabrication de l'acier, selon la présente invention, est l'un de ceux qui contiennent du titane métallique en plus de l'oxyde d'aluminium. L'agent de formation de laitier désoxyde l'acier en fusion et l'oxyde de titane qui est un produit déscxydé flotte facilement sur l'acier en fusion, ceci a pour résultat que le produit désoxydé ne reste pas dans l'acier en fusion et de plus n'a pas d'effet néfaste sur la masse de l'acier. Par conséquent, même si l'acier en fusion est utilisé pour la coulée continue, il n'obstrue pas la buse de l'auge connue sous le nom de "tundish".De plus, comme le titane métallique possede une affinité très faible pour l'oxygène comparée à celle de l'aluminium métallique, il n'est pas oxydé instantanément et pratiquement tout le titane métallique ajouté peut agir en tant qu'agent de désoxydation pendant un temps prolongé. L'agent de formation de laitier selon la présente invention peut avoir des effets fonctionnels tels que l'accélération de la vitesse de formation du laitier, la diminution du temps de réduction, la diminution de la quantité de spath fluor à utiliser et les améliorations des taux de désulfurisation et de déphosphorisation comparés à ceux des agents de formation de laitier connus susmentionnés. La présente invention a donc pour objet un agent de formation de laitier pour la fabrication de l'acier, caractérisé par le fait qu'il comprend de 2 à 20 % en poids de titane métallique possédant une taille de particules de 0,5 à 20 mm, plus de 30% en poids d'oxyde d'aluminium et un liant. Comme le titane métallique, ou l'alliage au titane qui contient plus de 80% en poids de titane métal, est précieux, il est économiquement avantageux de les utiliser en déchets. La raison de la limitation de la teneur métallique entre 2 et 20 % en poids réside dans le fait qu'il n'y a aucun effet au-dessous de 2% en poids et que l'effet au-dessus de 20% est presque le même qu'à 20%. De plus, une quantité supérieure à 20% ne serait pas économique et présenterait certains inconvénients dus à la présence d'autres composés actifs. La raison motivant la limitation de la taille des particules du titane métallique à 0,5-20mm réside dans le fait que la réaction est rapide et que le titane métallique ou l'alliage est facilement oxydé et que parfois l'action en tant qulagent actif diminue lorsque la taille des particules est inférieure à 0,5 mm et lorsqu'elle dépasse 20 mm la réaction devient alors lente, ce qui n'est pas souhaitable. Bien que la poudre de brique d'alumine, la bauxite, la cendre d'aluminium ou l'écume d'aluminium constituent des matériaux appropriés pour fournir l'oxyde d'aluminium de l'agent de formation de laitier selon la présente invention, d'autres matériaux contenant de l'alumine peuvent également être utilisés.La cendre d'aluminium est un laitier qui se forme lorsque l'on raffine l'aluminium métallique. L'écume d'aluminium est un laitier flottant qui se forme lorsque l'aluminium métallique est remis en fusion.Bien que la cendre ou l'écume d'aluminium présente l'inconvénient de ne pas avoir une composition constante, ces matériaux contiennent de l'oxyde d'aluminium en tant que composant principal et également une certaine quantité d'aluminium métallique, du laitier qui s'ajoute lors du raffinage de l'aluminium métallique ou lors de sa refonte, et des oxydes formés lors de la fusion. En conséquence, ces matériaux sot économiques et préférés. I1 est également ssuhaitable d'utiliser divers types de liants en résine synthétique, des liants organiques tels que la colle animale ou végétale, l'amidon et la dextrine ou des liants inorganiques tels que les diverses variétés de ciment, des orthosilicates et de la bentonite pour réaliser l'agent de formation de laitier selon la présente invention sous forme de briquettes, de tablettes et de boulettes de 10 à 50 mm obtenues à l'aide d'une machine à rouleau compresseur, d'une machine à granulation ou à l'aide d'une machine à fabriquer les tablettes.Le liant organique est de préférence utilisé en quantité de 4 à 12% en poids et le liant inorganique de préférence en quantité de 7 à 20 % en poids. La présente invention sera illustrée par les exemples suivants. Des exemples d'utilisation de l'agent de formation de laitier selon la présente invention figurent dans le tableau 1, en comparaison avec un agent de formation de laitier antérieurement connu Tableau 1 Composition et forme de l'agent de formation de laitier (% en poids) Type de l'agent Selon l'invention Conventionnel Matériaux A B C D Cendre d'Aluminium (Al2O3 teneur: 65%) 75 50 - (aluminium métallique@ 15%) Materiaux ligue: 15%) Cendre d'Aluminium de la (Al2O3 teneur: 60%) Série - - - 92 (Aluminium métal Alumine lique: 24 %) Bauxite (Al2O3 teneur: 57%) - 27 72 Titane métal (taille: 2-6 mm) 10 - 20 Titane Pureté: 99,3 %) et ses Alliage ou titane (taille: 5-20 mm) (Titane 14 ~ teneur: 87 %) Résine phénolique autodurcissable Liant (Composant solide 8 8 8 8 d'une solution méthanolique à 60 %) Ciment Portland 15 - - - Taille des moulages (mm) 25 25 25 25 (Briquettes) Essai n01 Un acier résistant à la chaleur, contenant au chrome (C 0,4 0,57o, Si 3-3,5%, Mon(0,6%, Cr 7,5-9,5%, P TABLEAU 2 Tableau comparatif des résultats d'utilisation de l'agent produisant le laitier NO 1 2 3 rt. Agent de N0 1 2 3 4 formation du laitier A (Kg) 200 B (Kg) - 190 B 190 p 7 c (K9) 785 B Gain en chrome ajouté 98,3 97,8 (%) Dans le cas du n 4 lorsque l'agent conventionnel de formation de laitier (D) est utilisé, la buse de l'auge connue sous le nom de "tundish" est obstruée pendant la coulée continue et la coulée ne peut titre réalisée.Cependant, dans le cas des n 1, 2 et 3, lorsque les agents de formation de laitier (A, B et C) contenant du titane métallique selon la présente invention sont utilisés, une coulée régulière est possible sans obstruction de la buse. De plus, en ajoutant de plus petites quantités d'agents de formation de laitier (A, B et C) selon l'invention, en comparaison avec l'agent de formation de laitier conventIonnel, le gain en chrome ajouté, comme indiqué dans le tableau 2, est amélioré et le temps de réduction peu. être diminué du fait de la vitesse rapide de la transformation en laitier. Essai n02 L'agent de formation de laitier (A,B et C) selon la présente invention, l'agent de formation de laitier conventionnel (D) possédant les compositions et forme indiquées au tableau 1 et du spath fluor sont cnargés ensemble avec des décnets au moment de la fabrication de l'acier ordinaire à l'aide d'un convertisseur de 100 tonnes, l'insufflation étant réalisée par une opération ordinaire. Les résultats sont représentés dans le tableau 3. Les essais n01 et n02 représentent les résultats obtenus lorsque du spath fluor seulement est utilisé, et les essais n03 et 4 représentent les résultats lorsque l'agent conventionnel de formation de laitier (D) est utilisé et les essais n05-10 représentent les résultats lorsque les agents de formation de laitier (A,B,C) faisant l'objet de la présente invention sont utilisés. Tableau 3 Tableau comparatif des résultats d'utilisation de l'agent de formation de laitier N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Matière Quantité de chaux utilisée 60.4 60.5 60.2 60.5 60.3 59.8 60.3 60.5 60.2 60.5 (kg/t) Quantité de Charge prea3.0 3.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 lable spathfluor Charge ul2.4 2.5 1.0 0.8 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 (kg/t) térieure Quantité d'a A - - - - 1.0 1.0 - - - gent de formation de laitier Charge B - - - - - - 1.0 1.0 - selon la prépréalable sente inven- C - - - - - - - - 1.0 1.0 tion (kg/t) Quantité d'agent conven- D - - 1.2 1.3 - - - - - tionnel de formation de laitier (kg/t) Taux de déphosphorisation (%) 89.3 88.6 89.5 90.4 90.8 90.5 92.3 91.8 91.3 90.8 Taux de désulfurisation (%) 35.2 35.4 34.6 36.3 38.1 38.8 40.1 39.5 38.6 39.1 Comme représenté dans le tableau 3, en utilisant environ 1 kg/t d'agent de formation de laitier (A, B et C) selon la présente invention, la quantité de spath fluor à utiliser peut être diminuée d'approximativement 3 kg/t, en comparaison du cas où seulement le spath fluor est utilisé et peut être légèrement diminuée en comparaison du cas où l'agent conventionnel de formation de laitier (D) (n03 et 4) est utilisé. De plus, le taux de déphosphorisation, ainsi que le taux de désulfurisation peuvent être améliorés et le temps de fabrication de l'acier peut être réduit du fait de la rapidité de la vitesse à effectuer la formation du laitier de l'agent de formation du laitier selon la présente invention. En conséquence, l'agent de formation de laitier selon la présente invention s'est révélé avantageux. Comme mentionné ci-dessus, du fait que selon l'invention l'agent de formation de laitier contient du titane métallique, il n'y a pas à craindre que de l'oxyde de titane qui est le produit désoxydé de l'acier en fusion demeure dans l'acier en fusion, en particulier dans le cas de son utilisation lors de la coulée continue il n'y a pas d'obstruction de la buse de l'auge connue sous le nom de tundish et la désoxydation du laitier par exemple par suite du gain en chrome qui est ajouté au moment de la fusion de l'alliage d'acier contenant du chrome, est supérieure à celle de la cendre d'aluminium, gracie à des additions plus faibles que celles de cendre d'aluminium, et le temps de fabrication de l'acier par charge peut être réduit du fait de la vitesse rapide de transformation en laitier en comparaison de celle de l'agent de formation de laitier conventionnel, de sorte que l'efficacité de la fabrication de l'acier est améliorée. De plus, la quantité de spath fluor à utiliser peut être diminuée et les taux de désulfurisation et de déphosphorisation, etc peuvent être améliorés. Par conséquent, l'agent de formation de laitier selon la présente invention est extrêmement utile. R E V r N D I C. A T I O N S 1. Agent de formation de laitier pour la fabrication de l'acier, caractérise par le fait qu'il comprend de 2 à 20 % en poias de titane métallique possédant une taille de particules d'environ 0,5 à 20 mm, plus de 30 % en poids d'oxyde d'aluminium et un liant. 2. Agent de formation de laitier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le titane métallique est utilisé sous la forme d'alliage de titane contenant plus ae 80 % en poids de titane métallique. 3. Agent de formation de laitier selon la revendication 1, caractérisé par ie fait que de l'oxyde d'aluminium est utilisé sous la forme ae poudre de brique d'alumine, de poudre de bauxite, de cendre d'aluminium et d'écume d'aluminium. 4. Agent de formation de laitier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le liant est une résine synthetique, de la colle animale ou végétale, de l'amidon ou ae la aextrine. 5. Agent de formation de laitier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le liant est du ciment, des ortho-silicates ou de la bentonite. 6. Agent de formation de laitier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'agent est sous la forme de briquettes, de tablettes ou ae boulettes.