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"Procédé pour la déphosphoration et la désoxydation simultenéeude l'acier avec réintroduction concomit- tante do manganèse" @
La présente invention a nour objet un procédé d'ob- tention d'aciers à faible teneur en phosphore, assurant en morne, temps une désoxydation et une réintroduction concomit- tante de manganèse, à partir d'aciers tels par exemple que les aciers élaborés au convertisseur basique.
On sait qu'il est relativement facile, d'obtenir au convertisseur Thomas, un acier à faible teneur on phosphore, sans prendre do précautions prticulières, mais ce résultat n'est souvent obtenu q' 'au rrix d'une suroxydation du métal, il est bien connu, on outre, que si dans ce même convertisseur,
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on introduit, on fin d'opération, du manganèse dans le métal,
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en vue par excmrle, d'un traitement ultérieur toi que désoxy- dation en roche par un laitier, il se ^roc'uit une réintroduc- tion importante de phosphore, due à la réduction par le manganèse du laitier resté dans lfnprarcil ou des rarois imbibées de P05. On peut, pour remédier à cet inconvénient, -comme l'a proposé la demanderesse dans son brevet "' n '.' flu 1.
Février 193C# charger dans l'apnereil, en même temps que le manganèse, un laitier contenant une pronortion de PW 0 six1 "isante pour empêcher cette réduction de l'acide phos- phorique.
La demanderesse a déjà proposé d'autre part, un procédé permettant d'obtenir des aciers à teneur faible en phosphore,
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sans conduire en même tonps, à une teneur prohibitive en oxygène, et môme en provoquant une cetaie c'ésoxydation. Ce procédé con- siste essentiellement à traiter l'acier oxydée à l'aide d'un laitier basique non oxydant, on utilisant l'oxyde de fer dissous dans le métal pour oxyder le phosphore et en faisant absorber l'acide phosphorique ainsi formé par la chaux présente dans le laitier.
Mais, ce procédé ne s'applique qu'à des aciers très oxydés et l'abaissement possible du phosphore qu'il permet d'obtenir est limite par la quantité de l'élément oxydante à
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savoir l'oxyde do fer dissous dans lc métal, cette quantité étant toujours inférieure à la saturation dudit oxyde dans l'acier.
Le precédé, objet de l'invention, a pour but de réaliser une déphosphoration de l'acier, quel que soit le dgré d'oxydation de celui-ci, avec introduction simultanée de manga- nèse dans cet acier et désoxydation concomittante, et ceci sans qu'il soit nécessaire de procéder à une addition do manga- @
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nèse métallique.
Ce procède consiste à traiter l'ccier phosphoré par un laitier basique riche en lino et pouvant contonir également de l'oxyde do fer ainsi que d'autres éléments tels que des fluidifiants, en mettant cn oeuvre une quantité de laitier suffisante pour que la proporti on de P2O5 dans le laitier final soit relativement faible, par exemple de l'ordre de 5 %, le rarrort entre les teneurs en oxyde do manganèse et d'oxyde de fer du laitier initial étant d'autant plus grand que l'on vise une teneur finale en manganèse de l'acier plus élevée.
Dans la mise en oeuvre du procède suivant l'invention, la teneur initiale en Mno du laitier employé pour traiter l'acier sera choisie d'autant plus grande, toutes autres choses étant égales, que la quantité do manganèse à réintro- duirc dans la métal sola plus élevée. La quantité de laitier à mettre en jeu sera d'autant plus grande quo l'on cherchera à obtenir une déphosphoration plus poussée ct une réintro- duction plus importante de mangandse.
Pratiquement, si l'on désire obtenir une teneur finale en manganèse assez élevée, par exemple 0,3 %, lo rapport Mno/Feo Feo sera choisi égal ou supérieur à I.
Le traitement s'effectuera de préférence par l'un des procédés bien connus de brassage violent entre métal fondu et laitier, soit par versement violent du mtal sur le laitier, soit par brassage gazeux provoqué nar un soufflage, soit encore par brassage gazeux provoqué par un dégagement gazeux dû à la réaction, ce qui est le cas en particulier quand on traite un métal carburé.
Le Initier rais en oeuvre pourra être charge dans la
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poche ou dans l'appareil où s'effectue la- réaction, soit à l'état fondu, ce qui est en général très avantageux, soit à l'état solide, lorsque, en particulier, la quantité de laitier à utiliser est relativement faible par rapport à la quantité de métal à traiter, ou lorsque le métal renferme un excédent de chaleur suffisant rour fondre le laitier. On pourra, dans ces derniers cas, charger soit un laitier préa- lablement fermé, soit los déments de ce laitier, à l'état préchauffé ou non.
Le procédé suivant l'invention présente l'avantage, comme indiqué de réaliser une déphospheration do l'acier, tout on le désoxydant d'une façon très sensible. En outre, il permet uno réintroduction de manganèse dans le métal en se passant te toute addition de manganèse métallique. Dans le cas du convertisseur Thomas, cette réintroduction de manganèse peut se faire sans crainte do rephosphoration.
Il suffit pour cela, après un premier soufflage normal ayant abaissé la teneur en phosphore à 0,05 % par exemple, de décrasser l'arnareil et de charger comme deuxième laitier, le laitier conforme à l'invention. Après un sursoufflage très court, destiné à mettre en équilibre le métal et le laitier, la teneur en phosphore se trouvera abaissée à la teneur désirable et, on même temps, le métal aura, grâce à la réduction du Mno du laitier, reçu l'addition de manganèse nécessaire : Il se trouvera donc prêt à la coulée sans qu' aucune addition directe do manganèse n'ait été nécessaire.
En dehors des avantages rappelés ci-dessus, qui apportent une simplification considérable notamment dans le procédé Thomas, particulièrement lorsqu'on veut obtenir, partir d'acier Thomas, un métal de haute qualité, le pro-
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cédé présente dans tous les cas, l'avantage considérable de l'économie de manganèse métallique. Il permet l'emploi de minerai de manganèse au lieu de ferro-manganèse et supprime, par là même, la nécessité de fabriquer spécialement ce donnier alliage, ce qui présente un intérêt économique considérable.
Exemple. Un acier Thomas ayant la composition sui- vante :
C = 0,05 % ; Mn = 0,08 % ; P = 0,05 %, et une teneur on oxygène de 0,060 % a été brassé violemment avec 4 % en poids d'un laitier ayant la composition :
Feo 10
Mno 15 %
Cao = 60 %
Sio2 = 5 % le reste étant constitua par des fluidifiants, en particulier par du spath-fluor.
Après traitement, l'acier avait pour analyse :
C = 0,05 % ; Mn = 0,3 % ; P = 0,012 % et une teneur en oxygène de 0,030 %.
La composition du laitier final était approximative- ment :
Feo = 9 %
MnO 7, 5 %
CaO =62 %
SiO2 = 6 %
P205 = 2,5 %
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"Process for the simultaneous dephosphorization and deoxidation of steel with concomitant reintroduction of manganese" @
The present invention relates to a process for obtaining steels with a low phosphorus content, ensuring in dull, time a deoxidation and a concomitant reintroduction of manganese, from steels such for example as the elaborated steels. to the basic converter.
We know that it is relatively easy to obtain at the Thomas converter, a steel with a low phosphorus content, without taking any special precautions, but this result is often only obtained at the rate of overoxidation of the metal, it is well known, moreover, that if in this same converter,
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manganese is introduced into the metal, at the end of the operation,
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for example, from a subsequent treatment such as deoxidization in rock by a slag, there is an important reintroduction of phosphorus, due to the reduction by manganese of the slag remained in the prarcil or rare soaked in P05. One can, to remedy this drawback, -as proposed by the applicant in its patent "'n'." flu 1.
February 193C # load in the apnereil, along with the manganese, a slag containing a proportion of PW 0 six1 "in order to prevent this reduction of phosphoric acid.
The applicant has already proposed, on the other hand, a process making it possible to obtain steels with a low phosphorus content,
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without leading at the same time, to a prohibitive oxygen content, and even causing a cetaie this deoxidation. This process essentially consists of treating the oxidized steel with the aid of a basic non-oxidizing slag, using the iron oxide dissolved in the metal to oxidize the phosphorus and absorbing the phosphoric acid thus formed by the lime present in the slag.
However, this process only applies to highly oxidized steels and the possible lowering of the phosphorus which it allows to obtain is limited by the quantity of the oxidizing element to
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namely the iron oxide dissolved in the metal, this quantity always being less than the saturation of said oxide in the steel.
The purpose of the process, which is the subject of the invention, is to achieve a dephosphorization of the steel, whatever the degree of oxidation thereof, with simultaneous introduction of manganese into this steel and concomitant deoxidation, and this without the need to add manga- @
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metallic nese.
This process consists in treating the phosphorus-containing wicker with a basic slag rich in lino and which can also contain iron oxide and other elements such as thinners, using a sufficient quantity of slag so that the proportion the amount of P2O5 in the final slag is relatively low, for example of the order of 5%, the difference between the manganese oxide and iron oxide contents of the initial slag being all the greater as one aims a higher final manganese content of the steel.
In carrying out the process according to the invention, the initial Mno content of the slag used to treat the steel will be chosen all the greater, all other things being equal, as the quantity of manganese to be reintroduced into the steel. higher sola metal. The quantity of slag to be brought into play will be all the greater as one will seek to obtain a more thorough dephosphorization and a greater reintroduction of mangandse.
In practice, if it is desired to obtain a fairly high final manganese content, for example 0.3%, the ratio Mno / Feo Feo will be chosen equal to or greater than I.
The treatment will preferably be carried out by one of the well-known methods of violent stirring between molten metal and slag, either by violent pouring of the metal on the slag, or by gas stirring caused by blowing, or even by gas stirring caused by gas evolution due to the reaction, which is the case in particular when treating a carburized metal.
The Initiate raises can be charged in the
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ladle or in the apparatus where the reaction is carried out, either in the molten state, which is generally very advantageous, or in the solid state, when, in particular, the quantity of slag to be used is relatively small relative to the quantity of metal to be treated, or when the metal contains sufficient excess heat to melt the slag. In these latter cases, it is possible to load either a previously closed slag, or the insane slag of this slag, in the preheated state or not.
The process according to the invention has the advantage, as indicated, of carrying out a dephospheration of the steel, everything being deoxidized in a very substantial manner. In addition, it allows a reintroduction of manganese into the metal without any addition of metallic manganese. In the case of the Thomas converter, this reintroduction of manganese can be done without fear of rephosphorization.
To do this, it suffices, after a first normal blowing having reduced the phosphorus content to 0.05% for example, to clean the apparatus and to load the slag in accordance with the invention as a second slag. After a very short blowing, intended to bring the metal and the slag into balance, the phosphorus content will be lowered to the desirable content and, at the same time, the metal will have, thanks to the reduction of the Mno of the slag, received the Addition of manganese necessary: It will therefore be ready for casting without any direct addition of manganese having been necessary.
Apart from the advantages recalled above, which bring considerable simplification in particular in the Thomas process, particularly when it is desired to obtain, from Thomas steel, a high quality metal, the pro-
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ceded presents in all cases the considerable advantage of saving metallic manganese. It allows the use of manganese ore instead of ferro-manganese and thereby eliminates the need to specially manufacture this alloy, which is of considerable economic interest.
Example. A Thomas steel with the following composition:
C = 0.05%; Mn = 0.08%; P = 0.05%, and an oxygen content of 0.060% was stirred violently with 4% by weight of a slag having the composition:
Feo 10
Mno 15%
Cao = 60%
Sio2 = 5% the remainder being constituted by thinners, in particular by fluorspar.
After treatment, the steel was analyzed:
C = 0.05%; Mn = 0.3%; P = 0.012% and an oxygen content of 0.030%.
The composition of the final slag was approximately:
Feo = 9%
MnO 7.5%
CaO = 62%
SiO2 = 6%
P205 = 2.5%