Brevet FR2113790A1 — publié le 19720630

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Jacques PONEY, concerne des améliorations apportées au procédé de coulée de l'acier en lignotière et concerne plus spécialement un nouveau laitier synthétique utilisable dans les bassins intermédiaires qui sont disposés entre les poches de coulée et les lingotières. Les bassins intermédiaires ont essentiellement pour fonction de régulariser le débit de l'acier dans la lingotière et de répartir la coulée vers plusieurs lingotières. Ces bassins permettent également d'obtenir une certaine purification de l'acier en favorisant la décantation des inclusions non métalliques avant l'introduction de l'acier dans les lingotières Il est possible d'améliorer l'efficacité de la décantation en augmentant la capacité des bassins mais ceci entraîne une augmentation de la surface du bain et il s'ensuit que les risques d'oxydation de l'acier au niveau de la surface sont accrus.Pour remédier è cet inconvénient on a proposé de remplir l'espace recouvrant la surface d'un hydrocarbure gazeux tel que le propane, pour briller et éliminer l'oxygène éventuellement présent, nais l'eau formée k tendance à se dissocier et lthydrocarbure a tendance à craquer pour donner de l'hydrogène qui se combine à l'acier et détériore ses propriétés. On a maintenant découvert un moyen de remédier à ces inconvénients en introduisant dans un bassin intermédiaire un laitier synthétique pouvant rappeler par la nature de ses constituants le laitier synthétique faisant l'objet de la demande de brevet N 70.39800 déposée le 5 novembre 1970 au meme noi que la présente demande de brevet et intitulée "Laitier synthétique pour lingotières de coulée continue de l'acier" mais les proportions des constituants en présence sont différentes et les applications des laitiers obtenus sont également différentes. Conformément à l'invention, le laitier synthétique est constitué essentiellement d'un mélange pondéral de 35 à 55 % de verre, de 9,5 8 35 r de laitier sidérurgique et de 25 à 50 ffi de cendres. Un tel laitier synthétique permet de capter les inclusions non-métalliques et de s'opposer à l'introduction de l'hydrogène au sein des bains d'acier. Ce laitier est de plus fabriqué de façon simple et économique, il est suffisamment fusible et fluide pour se rassembler à la surface du bain sans risquer d'être entraîné par le courant de métal liquide et il n'attaque pas les revêtements réfractaires en silico-alumineux du garnissage des bassins. Pour illustrer l'invention de façon non limitative on a consigné dans les tableaux I, II et III respectivement des compositions de verres, de cendres volcaniques et cendres de centrales thermiques et de laitiers sidérurgiques qui conviennent. Dans le tableau IV suivant on donne les limites de constitution du mélange en parties pondérales pour 100 parties de mélange et un exemple dtun mélange ayant des propriétés optimaltes TÂBLEÂU IV Pourcentages en poids Constituants Minimum Maximum Optimum Verre 35 55 51 Laitier 9,5 35 25 Cendres 25 50 24 À ces différents mélanges, il convient d'ajouter des réducteurs de deux sortes a) on ajoute du carbone sous forme de charbon de bois, graphite, anthracite, etc., le graphite étant préféré ;; la quantité doit être suffisante pour réduire les oxydes de fer è l'état de Fe, les oxydes de manganèse à l'état de MnO plus un excès de carbone pour tenir compte des rentrées d'air éventuelles. La teneur en carbone est de 1 à 10 % en poids. b) On ajoute aussi un réducteur métallique tel que ferro-silicium, silicium, silico-calcium, silico-calcium-aluminium, aluminium, etc., en excès sur la quantit nécessaire pour réduire les oxydes de fer et de manganèse à l'état métallique. Cette teneur est généralement comprise entre 0,2 et 2 %. Les produits constituant le laitier synthétique sont intimement mélangés avant d'être fondus. La composition chimique pondérale en pour cent du laitier obtenu varie entre les limites figurant dans le tableau V suivant TABLEAU V Pourcentages en poids Constituants CaO SiO2 Al2O3 Na2O MgO B2O3 K2O Minimum 10 41 9 2 3 0 1 Maximum 19 60 15 4 5 1 2 Optimum 14,57 55,55 11,81 2,82 4,01 0,90 1,30 On précise qu'à la troisième ligne du Tableau V on a indiqué les valeurs d'une composition optimale correspondant au mélange optimum du Tableau IV. Les produits sont intimement mélangés avant d'être fondus.Le laitier formé est introduit dans les bassins intermédiaires avant que ne commence la coulée en lingotières. Son épaisseur qui varie en fonction de la capacité du bassin est de l'ordre de 5 mm à 10 cm. TABLEAU I - Analvse des verres Pourcentages des constituants en poids N SiO2 B2O3 SO3 Na2O K2O CaO MgO Al2O3 Fe2O3 2 72,6 0 0 14 0,02 8,2 3,8 1,2 0,04 3 63 5,5 0 13,5 1 7,5 3 2,7 0,01 4 70,4 1,5 0,20 6,75 0,5 11,2 3,18 0,70 0,30 5 74,2 1,58 0 7,10 0,55 11,8 3,3 0,74 0,28 6 70,2 1,75 0,15 6,9 0,5 11,45 1,2 0,90 0,35 7 75,2 1,85 0,20 7,4 0,54 12,3 1,3 0,96 0,38 TABLEAU II - Cendres volcaniques et cendres de centrales thermiques Pourcentages des constituants en poids Echantillons SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O TiO2 P2O3 MnO SO3 Phonolithe Mt. Dors 60 20,4 1,8 0,8 0,4 2,25 4,28 5,20 0,85 0,18 Trachite St. Nectaire 66 18,4 1,2 0,2 1,6 1,3 3,10 4,20 0,30 Domite Puy Sarcony 64,7 17,85 2,7 0,3 0,42 1,7 5,30 5,10 0,60 0,12 0,28 Andésite Volvie 56,6 18 4,0 2,0 2,75 4,6 5,65 3,45 1,10 0,20 0,10 Cendres centrale BD 49,2 27,27 8 2 2,7 1,45 0,80 4,6 0,2 Cendres centrale CH 52 23 6 2 2 4 1 4 0,5 TABLEAU III - Leitiers sidérurgiques Pourcentages des constituants en poids Echantillons SiO2 CaO Al2O3 MgO MnO FeO Na2O P2O5 CaS CaF2 Haut fourneau n 1 34 40,5 16,6 6 0,2 0,4 0,6 Haut fourneau n 2 36 34 18 2,8 1,6 1,5 1,2 0,6 #de 35 42 13 2 0,5 Haut fourneau n 3 à 37 44 15 4 2 1,4 Four Héroult 4 22 50 16 5 1 6 Four Héroult 5 22 55 9 7 1 6 REVENDICATIONS 1. Laitier synthétique pour opération de coulée de l'acier en continu, destiné à être utilisé dans le bassin intermédiaire disposé entre la poche de coulée et les lingotières, ce laitier synthétique est caractérisé par le fait qu'il est constitué essentiellement d'un mélange pondéral de 35 k 55 % de verre, de 9,5 à 35 % de laitier sidérurgique et de 25 à 50 % de cendres. 2. Laitier synthétique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que sa composition globale pondérale après fusion est la suivante : CaO (10 k 19 %), SiO2 (41 à 60 %), Al2O3 (9 à 15 %), Na20(2 à 4 %), MgO (3 à 5 %), B203 (O à 1 %), (1 à 2 %). 3o Laitier synthétique selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il contient k titre d'éléments réducteurs de 1 k 10 % en poids de carbone et de 0,2 & 2 % en poids d'un composé à base de métaux comme le siliciun, le calcium et l'alluminium. 4. Laitier synthétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que son épaisseur d'utilisation est comprise entre 5 mm et 10 nm.