Brevet FR2428672A1 — publié le 19800111

La presente invention a trait à l'élaboration de l'acier et concerne plus précisément un procédé de déphosphoration d'un bain d'acier en phase réductrice. On sait que, dans les procédés classiques d'élaboration de l'acier, le phosphore dissous dans le bain métallique est oxydé en P205 puis fixé par la chaux dans un laitier basique sous forme de phosphate de calcium. On sait par ailleurs que, dans les conditions habituelles, l'oxygène se porte d'abord sur des éléments d'alliage comme le chrome, etc... I1 apparaît donc qu'un handicap majeur des procédés classiques de déphosphoration de l'acier en milieu oxydant réside dans leur faible souplesse et leur manque de sélectivité. C'est à ce type d'inconvénients que la présente invention se propose de remédier. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de dephosphoration d'un bain d'acier en phase réductrice caractérisé en ce que l'on insuffle en profondeur dans le bain un produit solide pulvérulent constitué par un alcalino terreux, de préférence du calcium pur, ou allié, ou par un mélange de'calcium avec l'un de ses halogénures, et en ce qu'on crëe un milieu en contact avec la surface du bain qui ne soit pas susceptible de réagir avec les phosphures formés dans le bain. Selon une mise en oeuvre de l'invention, on forme sur la surface du bain un laitier basique mais ne contenant pas d'oxydes capables, du moins dans les conditions opératoires, de reagir avec les phosphures formés dans le bain. Parmi ces oxydes, on peut citer par exemple Mon0, SiO2, Au203 qui sont les plus courants. Selon une autre mise en oeuvre, on opère en l'absence de laitier et l'on crée au-dessus du bain une atmosphère non oxydante, par exemple inerte, au moyen d'un gaz rare, comme l'argon, etc,... Par souci de simplification, on ne considera dans la description qui suit, que le cas du calcium. Bien que cet agent, soit à l'heure actuelle le plus avantageux à utiliser, il doit être compris que les autres alcalino-terreux peuvent également convenir, à savoir, par ordre de préférence, le baryum, le strontium ou le magnésium, et le beryllium. Parmi les composés de calcium pouvant être insufflés, on peut citer le silico-calcium (SiCa), le carbure de calcium (CaC2), des mélanges ou des alliages de SiCa avec de l'aluminium, ou du-manganèse, ou des melanges de calcium avec l'un de ses sels halogénés, tels que le fluorure de calcium (CaF2), etc... On applique avantageusement le procédé selon l'invention à un bain d'acier préalablement convenablement désoxydé. L'intérêt apparaît immédiatement car dans le cas contraire, le calcium se porterait d'abord sur l'oxygène du bain pour former de la chaux, et ce n'est qu'une fois atteint un potentiel oxygène suffisamment bas que le phosphore dissous serait éliminé par le calcium. I1 est connu qu'une injection de calcium, ou d'un composé de calcium tel que du silico-calcium dans un bain d'acier en poche, de préférence préalablement calmé, occasionne une bonne desulfuration. I1 s'agit d'ailleurs d'un procéde classique de desulfuration par scorification des sulfures. Toutefois, contrairement, aux prévisions théoriques, on a jamais pu observer au cours de ce procédé une quelconque déphosphoration du bain. Le demandeur a réussi à déterminer les conditions opératoires qui permettent de mettre en accord la pratique industrielle avec la théorie, et ainsi de réaliser une élimination sélective du phosphore sans affecter les éléments d'alliage ou d'addition que l'on souhaite voir demeurer en solution dans l'acier. Les conditions opératoires ont été explicitées dans les lignes précédentes. On rappelle qu'elles consistent essentiellement à prevoir sur le bain un milieu dont les caractéristiques physico-chimiques le rendent peu apte à réagir avec les phosphures de calcium formés par reaction dans le bain et qui décantent en surface. Des indications précises ont été fournies quant aux moyens particuliers pouvant convenir : presence sur le bain d'un laitier peu oxydant à l'égard des phosphures ou substitution à un tel laitier d'une atmosphère inerte. On peut noter à cet égard que la formation d'une atmosphère inerte audessus du bain est grandement facilitée par le procédé lui-même puisque l'insuflation en profondeur de la poudre contenant du calcium se fait, de la maniere habituelle, avec un gaz porteur qui est généralement inerte : argon, etc... Un autre moyen particulier, intéressant à bien des egards puisqu'il s'inscrit naturellement dans les processus siderurgiques sans en pertuber le déroulement, réside simplement en une prolongation du procédé connu et prémentionné, de désulfuration par scorification des sulfures de calcium, au-delà de sa durée habituelle, de manière à reduire suffisamment l'activité des oxydes présents dans le laitier de désulfuration et peu stables à l'égard du calcium pour permettre une déphosphoration. On peut opérer de cette façon avec ou sans décrassage intermédiaire du laitier de désulfuration. I1 doit être encore signalé que l'injection du calcium "en profondeur" dans le bain, ne constitue qu'une caractéristique souhaitable du procédé selon l'invention mais nullement indispensable. On connaît bien en effet les difficultés auxquelles on se heurte généralement lorsqu'on désire introduire du calcium dans de l'acier en fusion sans précaution particulière : élimination rapide du calcium, par évaporation, etc... On comprend que toute mesure visant à favoriser le contact métal-calcium, notamment en prolongeant le temps de séjour du calcium dans le bain, est souhaitable car elle permet d'améliorer le rendement en calcium. Une seconde disposition, complémentaire à la première consiste, comme le préconise le demandeur, en une injection la plus profonde possible dans le bain, notamment au moyen d'une lance d'insufflation à grande immersion dont il est fait un usage croissant en sidérurgie pour les traitements du métal en poche. REVENDICATIONS 1. Procédé de déphosphoration d'un bain d'acier en phase reductrice carat térisé en ce que l'on introduit dans le bain un produit solide pulvérulent constitué par un alcalino-terreux pur ou allié, ou par un mélange d'alcalinoterreux avec l'un de ses halogénures, et en ce que l'on crée, en contact avec surface du bain, un milieu qui ne soit pas susceptible de réagir avec les phor phures d'alcalino-terreux formés dans le bain. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le milieu en contact avec la surface du bain est un laitier basique ne contenant pas d'oxyt capables de reagir avec les phosphures formés dans le bain. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le milieu en contact avec la surface du bain est constitué par une atmosphère non-oxydante l'égard des phosphures formés dans le bain. 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'atmosphère nc oxydante est formée par un gaz inerte, comme l'azote, ou un gaz rare comme l'argon. 5. Procedé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractér en ce que l'alcalino terreux utilisé est du calcium. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'on prolonge 1 procédé connu de désulfuration du bain par scorification des sulfures de cal ci au-delà de sa durée habituelle, de manière à réduire suffisamment l'activité d oxydes présents dans le laitier de désulfuration et peu stables à l'égard du calcium. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérise en ce que l'on effectue u décrassage intermédiaire du laitier de désulfuration. 8. Procedé selon les revendications 1 et 6 caractérisé en ce que le produ solide pulvérulent utilisé est constitué par du calcium allié à au moins un élément choisi dans le groupe contenant le silicium, le carbone, l'aluminium e le manganèse. 9. Procédé selon les revendications 1 et 6 caractérisé en ce que le produ solide pulvérulent est constitué par un mélange de calcium avec du fluorure de calcium. 10. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications préc dentes à un bain d'acier prealablement désoxydé.