Brevet FR2442274A1 — publié le 19800620

La présente invention est relative à un procédé de traitement d'acier liquide destiné notamment à la fabrication de fil machine utilisable en particulier pour la préparation de câbles pour carcasses de pneumatiques ou autres éléments de renforcement analogues. Ces éléments de renforcement métalliques, notamment pour pneumatiques, sont réalisés à l'aide de câbles toronnés constitués de plusieurs fils fins obtenus par tréfilage à froid jusqu'8 un très petit diamètre (allant jusqu'à 0,15 mm) d'un fil machine laminé à chaud. Ce fil machine, compte tenu de l'utilisation envisagée, doit être élaboré dans une nuance d'acier qui doit présenter les caractéristiques suivantes - composition chimique homogène et précise, - teneur minimale en inclusions non métalliques, - composition et structure des inclusions non métalliques leur conférant de bonnes propriétés de déformabilité à froid. Afin d'obtenir ces caractéristiques, on a déjà proposé des procédés d'élaboration d'acier visant à réduire le nombre et la nocivité des inclusions non métalliques, gracie à une désoxydation conduisant à la formation de produits éliminés en grande partie soit par le laitier, soit sous forme gazeuse. Ainsi, la demande de brevet nO 77/09 737 décrit un procédé de traitement d'acier liquide qui est mis en oeuvre dans trois appareils différents et qui consiste en des additions séparées dans chacun des appareils, tout d'abord de manganèse, puis de carbone et enfin de silicium et d'aluminium. Ce procédé nécessite le transvasement de l'acier traité après chaque addition dans un appareil différent, ce qui conduit à des pertes thermiques importantes. En raison de ces pertes thermiques, la température de l'acier dans le dernier appareil est alors trop basse pour convenir à la coulée en lingotières, et à fortiori en coulée continue. Pour tenter de pallier cette insuffisance de température, et compte tenu de ces partes thermiques évoquées précédemment, on pourrait augmenter la température initiale dans l'appareil de production, mais cette méthode conduirait à un coût de fabrication plus élevé, à une oxydation du bain plus poussée et, éventuellement, à des difficultés d'obtention de basses teneurs en phosphore. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients d'ordre thermique en fournissant un procédé d'élaboration d'acier pour fil machine qui présente des améliorations, notamment en ce qui concerne les conditions de coulée et, éventuellement, la teneur en phosphore finale. La présente invention a ainsi pour objet un procédé de traitement d'acier liquide destiné à la fabrication de fil machine, caractérisé en ce qu'on coule dans une première poche pré chauffée et contenant comme additifs du manganèse et du silicium en quantités déterminées pour obtenir la teneur désirée, un acier extra-doux obtenu après affinage par tout procédé d'élaboration, on coule ensuite l'acier ainsi obtenu dans une seconde poche légèrement préchauffée et on ajoute dans cette seconde poche de coulée du carbone dans la masse liquide, on opère alors un brassage à laide d'un gaz neutre pour homogénéiser la masse liquide et faciliter la décantation des inclusions et, éventuellement, on réalise la mise à nuance définitive de l'acier par addition de carbone. Ce procédé permet de réaliser une mise à nuance de 1' acier appropriée pour l'obtention des qualités recherchées du fil machine. L'addition de manganèse et de silicium à l'acier dans une première poche de coulée ou tout autre appareil de mise à nuance, est réalisée, en ce qui concerne le manganèse, par exemple à l'aide de ferromanganèse carburé ajouté à raison de 0,3 à 1,1 % en poids de manganèse calculE sous forme élémentaire, et en ce qui concerne le silicium, à l'aide de ferrosilicium à faible teneur en aluminium (inférieure à 0,1 %), ajouté à raison de 0,2 à 0,4 ç en poids de silicium calculé sous forme élémentaire. Cette première opération de désoxydation est réalisée dans une poche préchauffée, contenant les additions de manganèse et de silicium sous forme de ferro-alliage ou tout autre alliage approprié. A ce stade, l'acier liquide subit une désoxydation simultanée par le manganèse et le silicium, les quantités d' alliage ajoutées sont telles que les produits de désoxydation formés sont des silicates de manganèse liquides qui décantent facilement en raison de leur aptitude à coalescer. Ces silicates ont, par ailleurs, de bonnes propriétés de'plasticité, ce qui est déterminant pour les transformations ultérieures du métal envisagées. Enfin, on obtient une dispersion plus faible de la teneur en manganèse. On coule alors dans une seconde poche ou tout appareil de mise à nuance appropriée, légèrement préchauffé, l'acier obtenu et on procède à une recarburation de l'acier liquide par addition de carbone à raison de 0,1 à 1,1 % en poids. Le carbone est notamment ajouté sous forme de poudre de graphite, ou sous toute autre forme appropriée permettant une répartition homogène dans la masse liquide. L'avantage essentiel de cet ordre d'introduction des additifs réside dans une perte thermique moins grande. En effet, l'addition d'une quantité plus importante de silicium permet de limiter la perte de température en raison de la réaction exothermique développée par l'action du silicium. Par ailleurs, une première dés oxydation, notamment par le silicium ayant eu lieu, une quantité moindre de carbone est nécessaire ce qui, en raison de la réaction endothermique de dissolution du carbone dans l'acier, diminue la perte globale de température. Enfin, le métal étant déjà partiellement désoxydé, l'agitation créée par l'addition du carbone est plus faible, ce qui concourt encore à diminuer les pertes thermiques. On fait alors subir à l'acier obtenu dans la deuxième poche, un brassage à l'aide d'un gaz neutre, par exemple de l'argon, pour homogénéiser la masse liquide et faciliter la décantation des inclusions non métalliques. On peut alors opérer un dosage de l'acier et réaliser des ajustements définitifs, notamment de la teneur en carbone. L'avantage principal de cet ordre d'introduction des additifs est de permettre une élaboration de l'acier dans 1' appareil de production à une température compatible avec le coût de production, une moindre oxydation du bain et, éventuellement, la température qui est imposée par la teneur finale en phosphore, tout en assurant une propreté du métal convenable et une température finale garantissant des conditions de coulée normales soit en lingotière, soit par la coulée continue. Grâce à ce procédé, on obtient ainsi un acier dont les inclusions oxydées ont une composition telle que leur plasticité est bonne et particulièrement appropriée pour l'obtention des propriétés de déformabilité des inclusions recherchées. L'aptitude au tréfilage du fil obtenu à partir de l'acier élaboré est atteinte grâce aux désoxydations préalables qui ne laissent qu'unie quantité minimale d'inclusions non métalliques. Cette réduction du nombre des inclusions est de au fait que la désoxydation est en grande partie réalisée à l'aide de manganèse et de silicium éliminés avec la scorie ou à l'aide de carbone éliminé sous forme d'oxyde de carbone gazeux. EXEMPLE Un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention est résumé au tableau donné ci-après, Un acier élaboré au convertisseur est soufflé jusqu'à l'extra-doux et présente les caractéristiques initiales et en cours de traitement indiquées. T A B L E A U Tempéra- Activité Teneur Mn P S Si ture O2 en en C Différentes étapes du traitement C ppm % x 10-3 % x 10-3 % x 10-3 % x 10-3 % x 10-3 Fin de soufflage au convertisseur 1609 600 15 80 20 13 lère étape : transvasement en poche préchauffée (à 1200 ) et 1600 80 70 640 23 14 200 contenant 9 kg/t de FeMn ordinaire et 5 kg/t de FeSi à bas Al 2ème étape : transvasement dans la deuxième poche légèrement 1515 25 700 610 25 14 190 préchauffée (700 ) + addition de 6,5 kg/t de graphite 3ème étape : bullage à l'argon et addition de graphite 1505 25 720 600 25 14 190 0,4 kg/t. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'acier liquide destiné à la fabrication de fil machine, caractérisé en ce qu'on coule dans une première poche préchauffée et contenant comme additifs du manganèse et du silicium en quantités déterminées pour obtenir la teneur désirée, un acier extra-doux obtenu après affinage par tout procédé d'élaboration, on coule ensuite l'acier ainsi obtenu dans une seconde poche légèrement préchauffée et on ajoute dans cette seconde poche de coulée du carbone dans la masse liquide, on opère alors un brassage à l'aide d'un gaz neutre pour homogénéiser la masse liquide et, éventuellement, on réalise la mise à nuance définitive de l'acier par addition de carbone. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute de 0,3 à 1,1 % en poids de manganèse, calculé sous forme élémentaire, dans l'acier. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on ajoute de 0,2 à 0,4 % en poids de silicium, calculé sous forme élémentaire, dans l'acier. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on ajoute de 0,1 à 1,1 ss en poids de carbone en poudre sous forme de graphite.