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"Procédé pour la réduction en continu des oxydes métalliques par un réducteur metallique."
L'invention concerne un procédé pour la réduction des oxydes métalliques par un réducteur métallique et le but de l'invention est de créer un processus de réaction susceptible de fonctionner en continu et donnant un produit uniforme ayant la composition désirable à tout moment.
Il est connu que l'on se sert dans la métallurgie, pour réduire les oxydes métalliques, de réducteurs métalliques tels que, par exemple, lé silicium ou l'aluminium. On a. proposé, pour mettre en pratique le procédé, d'intrdduire le réducteur métallique dans une charge composée d'oxydes métalliques et éventuellement de matières qui forment scorie, charge que l'on fait réagir par fusion, par exemple dans un four électrique à arc, dans un four à induction ou d'autre manière , par exemple, avec le secours d'un processus exothermique.
Une autre forme de réalisation du procédé -de réduction avec un réducteur métallique consiste à régénérer les composants réducteurs, par exemple le silicium, d'un alliage en fusion à l'aide de l'onde métallique considéré en y ajoutant des matières génératrices de scories appropriées, Ceci a notamment été proposé pour la préparation des alliages pauvres en carbone, tels que le fer- romanganèse ou le ferrochrome où l'on cherche à obtenir une teneur en carbone particulièrement basse.
Un inconvénient important des procédés proposés jusqu'à. présent est qu'ils ne sont pas continus.
Dans un procédé connu, on part, par exemple, du chromosilicium à l'état de fusion. à teneur en silicium assez élevée, par exemple de 40%, et l'on ajoute à ce bain des oxydes de chrome et des scorifiants. L'oxyde de chrome est réduit par le silicium du bain et la silice formée forme scorie. Si l'on ajoute par fractions l'oxyde de chrome qui est nécessaire pour régénérer le silicium, ce qui est nécessaire pour des raisons d'ordre pratique, le bain métallique qui existe à tout moment après addition d'une partie de l'oxyde renfermera des quantités importantes mais toujours décroissantes de silicium.
On n'arrive ainsi au produit final qu'en faisant réagir les grandes quantités d'oxyde métallique qui correspondent à la teneur en silicium du métal de départ.
Ceci donne naissance à la formation de ai grandes quan- tités de scories qui exigent, pour que l'on puisse appliquer le procédé, l'évacuation de la scorie à des intervalles déterminés .et que 1,'on prenne soin de ne pas évacuer du métal en même temps. Ce n'est que quand tout le silicium est consommé que l'on peut défourner le métal et,de ce fait, le procédé est intermittent.
L'invention réalise un procédé continu qui permet de conférer au métal qui sort constamment la composition désirable et qui est entièrement exempt de réducteur ou suffisamment
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exempt de réducteur pour les fins de la pratique. Dans le nouveau procède on part d'un bain métallique ayant la composition désirée, par exemple de ferrochrome; on ajoute à ce bain une quantité relativement faible mais déterminée, de ré- dcteur par exemple au maximum 15% en poids de silicium, de préférence 2 à 3% en poids, après quoi l'on ajoute la quantité calculée d'oxydes métalliques, par exemple d'oxyde de chrome et les scorifiants habituels qui sont nécessaires.
On achève entièrement ou presque entièrement la réaction entrele sili- cium et l'oxyde en opérant un contact intime entre la charge et le bain métallique, après quoi l'on défourne une quantité de métal qui correspond à celle qui a été réduite en même temps que la scorie formée; ensuite on ajoute à nouveau une quantité relativement faible mais déterminée de réducteur et la quantité calculée d'oxydes et de scorifiants. On recommence le processus en évacuant le métal et la scorie formées en a- joutant de nouvelles quantités de réducteurs, d'oxydes, etc.
Ainsi qu'on le voit, on peut avec ce mode opératoire enlever constamment du métal de la composition désirée et exempt ou à peu près exempt de réducteurs, étant donné qu'il se trouve toujours, lorsque la réaction a eu lieu, uniquement du métal de la composition désirée dans le four.
Pour mettre en pratique le procédé de cette manière, il est nécessaire d'opérer de façon à obtenir un contact intime entre la charge et le bain de métal. Dans une forme de réa- lisation qui convient particulièrement on se sert d'un four à induction à courant de chauffage à haute fréquence et à cou- rant de brassage à basse fréquence.
Exemple de réalisation.
Dans un four à induction àdeux fréquences dont le courant - de chauffage est à haute fréquence et le courant de brassage à basse fréquence, genres de courants qui peuvent être réglés indépendamment l'un de l'autre, on fait fondre 1.000 kilos de ferrochrome d'une teneur en chrome de 70% environ. Quand le ferrochrome est bien fondu, on ajoute 2% en poids de si- licium à l'état de ferrosilicium à 90%, donc environ 22 kilos de ferrosilicium. On ajoute ensuite environ 200 kilos d'oxyde de chrome renfermant du fer suivant la composition du minerai, ainsi que de la chaux, et l'on fait passer le courant de brassage de manière que les matières que l'on a ajoutées soient incorporées au ferrochrome fondu ; en même temps on ap- porte l'énergie du courant à haute fréquence qui est néces- saire pour la fusion.
Après quelques minutes la réaction entre les ferrosilicium et l'oxyde est terminée et la silice forme scorie avec la chaux. On coupe alors le courant et on évacue la scorie et une quantité de métal qui correspond à peu près à la quantité de métal formée, dans un bac où. la scorie et le métal peuvent être séparés. Ainai qu'on le voit, il n'est pas nécessaire qu'il y ait séparation complète entre la scorie et le métal dans le four à induction, car la sépa- ration définitive se fait dans un bac ou réservoir spécial disposé a cette fin. Aussitôt que le métal et la scorie ont été évacués, on introduit à nouveau une quantité dosée de ferrosilicium de l'ordre de grandeur précité, les quantités calculées d'oxydes et de scorifiants, et le processus recom- mence en continu de la manière qui a été décrite.
Le procéda suppose que l'on ajoute à tout moment le réduc- teur et les oxydes en quantités approximativement stoechiométri- ques, de manière à être certain après chaque réaction qu'il ne se trouve pas dans le bain d'excès de réducteurs ou d'oxyde non réactif.
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La charge peut être introduite dans le four à l'état froid, chaud, solide ou liquide.
Revendications.
1,. Procéda pour la réduction en continu des métaux avec un réducteur métallique, caractérisé par le fait que l'on ajoute à. un bain métallique qui a la composition désirable pour le métal qui doit être préparé, par exemple de ferrochrome, un réducteur métallique, par exemple du silicium, dans une propor- tion déterminée et faible, ne dépassant pas 15% en poids et préférablement de 2 à 5% en poids et la quantité calculée - d'oxydes et de seorifiants,a près quoi l'on met les matières ajoutées au bain et le bain métallique en contact intime et ensuite, après que la réaction est terminée et que le bain est en repos, on évacue à peu près la quantité de métal correspon- dant à celle qui a été réduite et la scorie formée,
après quoi l'on ajoute une nouvelle quantité déterminée de réducteurs et la quantité calculée d'oxyde et de acorifianta que l'on soumet à un mélange énergique et intime, après quoi le prélèvement se fait à nouveau et le processus se poursuit de cette manière en continu, ensuite de quoi il se trouve toujours après chaque stade de réaction du métal de la composition désirable dans le four.