Transformation et production d'acier
1. la méthode Bessemer
Revêtement de four acide mis au point par un ingénieur anglais au milieu du 19e siècle. Bessemer au milieu du 19ème siècle permet la refonte de la fonte brute riche en silicium avec une teneur minimale en phosphore et en soufre. Le revêtement du convertisseur Bessemer est acide — une brique de silice. La fonte brute (0,7−1,2%Si) est versée dans le convertisseur à 1250−1300°C et soufflée avec de l’air. Le silicium, le carbone et le manganèse sont oxydés et les oxydes forment un laitier acide. Le processus de grenaillage est ensuite terminé. L’acier est versé dans une poche de coulée, ce qui permet de le désoxyder. Le laitier étant acide, le soufre et le phosphore ne sont pas éliminés.
2. la méthode thomas
La méthode Thomas a été mise au point par Thomas à la fin du XIXe siècle pour traiter la fonte enrichie en phosphore. Le revêtement intérieur du convertisseur Thomas est le revêtement de base (sables bitumineux). Une boîte à air est fixée à la coque du convertisseur par le bas. L’air est soufflé dans le convertisseur par des lances (buses). La chaux est chargée dans le convertisseur pour former le laitier de base. La fonte brute (0,3 — 0,5%Si, 1,6 — 2,0%P; <0,08%S ;) est ensuite versée, chauffée à 1250°C et soufflée avec de l'air. Cette opération permet d'oxyder le silicium, le carbone et le manganèse et d'éliminer le soufre et le phosphore dans le laitier obtenu. Le soufflage est terminé lorsque la teneur en phosphore du métal est réduite d'un facteur 30.
Inconvénients
Les deux méthodes présentent un inconvénient commun: la saturation de l’acier en azote, qui pénètre dans la fonte à partir de l’air lors du soufflage du métal. Par conséquent, l’acier Tomasov et l’acier Bessemer sont tous deux plus fragiles et plus susceptibles de vieillir. C’est pourquoi ces méthodes ont été remplacées par la fusion à convertisseur d’oxygène avec alimentation par soufflage supérieur et inférieur.
3. Convertisseur à oxygène
On utilise un convertisseur à revêtement de base avec une lance à oxygène passant par une lance refroidie à l’eau. L’alimentation en oxygène se fait par le haut. Les matériaux de charge suivants sont utilisés
- fonte brute fondue ;
- ferraille ;
- matériaux formant des scories (chaux, feldspath, minerai de fer, bauxites).
Avant la fusion, la ferraille est chargée dans la poche du convertisseur et de la fonte brute chauffée à 1300−1400°C y est versée. Une poche de coulée refroidie à l’eau est ensuite introduite dans la poche et de l’oxygène y est injecté. La chaux, la bauxite et le minerai de fer sont versés dans la poche au début du soufflage. L’oxygène circule et mélange le métal au laitier et oxyde le manganèse, le silicium et le carbone. L’oxydation intense chauffe le mélange. Le phosphore est lié au FeO et au CaO Si la teneur en phosphore est supérieure à 0,15%, le laitier est déversé et un nouveau laitier est chargé pour l'éliminer. L'élimination du soufre dans le laitier s’effectue tout au long du processus de fusion. L’alimentation en oxygène est interrompue lorsque la teneur en carbone du métal est conforme aux spécifications. Ensuite, les désoxydants et les additifs d’alliage sont ajoutés à la poche de coulée. Le temps de fusion dans un convertisseur d’une capacité de 50 à 350 tonnes est inférieur à une heure.
4. Fusion dans un convertisseur à soufflage par le bas.
La ferraille d’acier est chargée dans le convertisseur et le fer liquide y est versé. Pendant la coulée, le convertisseur se trouve presque à l’horizontale, de sorte que le fer liquide n’inonde pas la lance, à travers laquelle on souffle alors de l’azote ou de l’air, de la chaux en poudre, parfois avec l’ajout d'étain de fusion. L’oxygène est ensuite mis en marche et le convertisseur est mis en position verticale. Le soufflage oxyde la silice, le carbone et le manganèse. Il se forme un laitier dans lequel le phosphore et le soufre sont transférés. La purge s’achève à la teneur en carbone spécifiée du métal. Le processus de décarbonisation est intensifié par l’agitation du bain et une absorption plus complète de l’oxygène.
Furnizor
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