BE472944A

BE472944A -

Info

Publication number: BE472944A
Authority: BE

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  " Procédé d'épuration de produits sidérurgiques". 



   La présente invention est relative à un pro- cédé de désulfuration des fontes contenant du silicium,dans lequel on fait réagir avec la fonte en fusion, des compo- sés sodés non nuisibles au métal fini. 



   On a proposé de désulfurer la fonte en proje- tant du carbonate de sodium dans une poche pendant qu'on y déverse la fonte en fusion. 



   La décomposition instantanée du carbonate de sodium en anhydride carbonique et en oxyde de sodium donne lieu, d'une part, à une réaction entre l'anhydride carboni- que et le fer pour former de l'oxyde de fer qui se dissout. dans la fonte et de l'oxyde de carbone et, d'autre part, à une réaction entre l'oxyde de sodium et le sulfure de fer présent dans la fonte pour former du sulfure de sodium qui passe dans la scorie et de l'oxyde de fer qui se dissout dans la fonte. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   L'oxyde de fer formé par ces deux dernières réactions réagit à son tour avec le silicium pour former de la silice et du fer. Cette silice réagit en partie avec de 1?oxyde de fer encore dans le bain pour former du silicate de fer passant dans la scorie, d'où perte de fer, et en partie avec de l'oxyde de sodium qui n'a pas encore réagi avec le sulfure de fer, pour former des silicates de sodium plus ou moins complexes qui passent également dans la scorie. 



   La scorie ainsi formée est acidifiée par la présence de la silice, ce qui influence défavorablement le coefficient de partage du soufre entre la scorie et la fonte en réduisant la quantité de soufre qui peut passer dans la scorie et, par conséquent, entrave la dé- sulfuration. De plus, par la combinaison de la silice avec de l'oxyde de sodium, une partie du carbonate de sodium utilisé ne peut pas servir utilement   à la     désulfu-   ration. 



   La présente invention a pour but de limiter l'oxydation du silicium dans la fonte. 



   A cet effet, dans le procédé suivant l'inven-. tion, on introduit dans la fonte en fusion, en plus des composés sodés susdits, un corps plus oxydable que le silicium, qui fond dans le bain et qui n'est pas nocif pour   celui-ci.   



   Ce composé protège donc le silicium de la fonte contre l'oxydation, ce qui évite en même temps la formation d'une proportion importante de silice. 



   Parmi les corps qui conviennent à cet effet, on peut citer l'aluminium et le calcium qui donnent lieu réduisant la respectivement à de l'alumine et à de la chaux en quan- tité de silice formée. 



   Un moyen pratique et peu coûteux de faire 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 réagir du calcium avec le bain consiste à introduire du carbure de calcium dans celui=ci. 



   A la   empérature   du bain, ce carbure de calcium      fond et entre en réaction avec l'oxyde de fer pour former de la chaux en libérant du fer et du carbone. 



   Plus la proportion de calcium introduite dans le bain est élevée, moins il se forme de silice et de   sili   cates complexes. De cette façon, l'acidité de la scorie peut être abaissée à volonté   afin.d'accroître   la   désulfu   ration pour une quantité donnée de carbonate de sodium, ou de réduire la quantité de carbonate de sodium employée pour une désulfuration donnée. 



   A ce dernier point de vue, il est à remarquer que, bien qu'un certain dégagement gazeux résultant de la décomposition du carbonate de sodium soit désirable afin de brasser le bain quand on déverse la fonte en fu- sion sur le carbonate de sodium contenu dans une poche, il est généralement intéressant de pouvoir réduire le dégagement gazeux qui se produit dans le cas de traite- ment par les composés sodés seulement et cela afin dté- viter des projections importantes de métal et de permet- tre une protection plus facile du personnel contre elles. 



   Si l'on utilise une quantité de carbure de calcium en excès par rapport à celle qui pourrait être amenée à réagir avec l'oxyde de fer dissous dans le bain il peut se produire en outre une réaction avec le sulfure de fer, ce qui peut renforcer davantage la désulfuration et donner lieu à des teneurs très faibles en soufre. 



   Cette désulfuration complémentaire devient sensible par l'emploi d'un mélange de carbonate de sodium et de carbure de calcium comportant au moins 50 % de carbure de calcium. 



   Si, au lieu de calcium pour réaliser le procédé 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 suivant l'invention, on utilise de l'aluminium métalli- que, on atténue le refroidissement du bain provoqué par le traitement au carbonate de sodium, à cause de la réac- tion très exothermique de formation   d'alumine.   



   Le procédé suivant l'invention peut aussi avantageusement être rais en oeuvre en introduisant dans la fonte en fusion un mélange ternaire de composés sodés, de carbure de calcium et d'aluminium. 



   Avec un mélange ternaire de ce genre, le re- froidissement du bain dû à l'introduction du réactif dans celui-ci est beaucoup moins important puisque le poids d'aluminium nécessaire pour la fixation de 48 grammes d'oxygène, n'est que de 54 grammes tandis que le poids de carbure de calcium est de 192 grammes. En outre, avec ce mélange ternaire, la chaux sature l'alumine et forme des aluminates mixtes de calcium et de sodium qui se      séparent plus facilement du métal fondu que l'alumine et que l'aluminate de sodium. 



   Dans ce qui précède, il a été question plus spécialement de l'emploi comme composé sodé de carbonate de sodium. On comprend qu'on peut- réaliser le procédé suivant l'invention en utilisant d'autres composés sodés et notamment de la soude caustique. D'une façon géné- rale, il y a lieu cependant d'éviter d'employer des composés sodés qui, par décomposition, dégagent des gaz nocifs ou pouvant, en se dissolvant dans le métal, nuire aux qualités du métal fini. Il faut donc notamment   éviter l'emploi   de composés sodés contenant du chlore, de l'azote ou de l'hydrogène. 



   La présente invention est également relative à un procédé de déphosphoration de l'acier dans lequel on évacue la scorie phosphatée formée au cours de la conversion de la   fonte - - - - - -   

 <Desc/Clms Page number 5> 

 en acier et dans lequel on ajoute ensuite à l'acier de- 1'oxyde de fer et des éléments capables de parfaire la déphosphoration. 



   Dans ce procédé connu, les oxydes de battitures ou pailles de laminoirs utilisés ont pour but d'éviter la   scorification   d'une proportion plus ou moins   importan   te de fer du bain tandis que la chaux est destinée à for- mer du phosphate de calcium avec l'anhydride phosphorique provenant de l'oxydation du phosphore à éliminer du bain. 



   Dans le but d'accroître le degré de déphospho- ration du bain d'acier, suivant l'invention, après enlève- ment de la scorie phosphatée formée au cours de la con- version, on ajoute au bain d'acier de l'oxyde de fer et un composé sodé non nocif pour l'acier,. 



   L'oxyde de sodium provenant du composé sodé employé réagit avec l'anhydride phosphorique résultant de l'oxydation du phosphore,plus énergiquement et plus complètement que ne le fait l'oxyde de calcium. 



   Comme composé sodé, on peut employer   avantageu-   sement du carbonate de sodium CO3Na2 mais on pourrait également employer d'autres composés tels que,par exemple, le bicarbonate de sodium CO3NaH ou de l'hydrate de   so:.   dium NaOH. 



   Pour faire agir un composé sodé de ce genre sur l'acier fondu on peut, soit l'introduire dans le con- vertisseur, soit le projeter dans une poche de coulée en même temps.qu'on y déverse l'acier en fusion. 'Dans les deux cas, la mise en contact du composé sodé avec l'a- cier provoque un abondant dégagement gazeux qui provoque des projections violentes de réactif. 



   Dans le but de réduire ces pertes, on a avan- tage à utiliser des composés sodés qui ne donnent pas lieu à un tel dégagement gazeux. On peut utiliser à cet 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 effet un ferrite de sodium qui est un composé complexe d'oxydes de fer et d'oxyde de sodium. La formule de ce composé complexe peut être écrite x Fe2O3yNa2O. Ce com- posé peut être obtenu préalablement de différentes façons et notamment par calcination dans un four d'un mélange de carbonate de sodium et de pailles de laminoir. On pourrait également l'obtenir autrement, notamment par calcination d'un mélange de carbonate de sodium et de carbonate de fer.

   Quelle que soit la façon de l'obtenir, le ferrite de sodium utilisé suivant l'invention résulte avantageusement d'un mélange de carbonate de sodium et d'oxyde de fer, dans lequel la proportion de carbonate de sodium est d'au moins 40%. 



   On peut aussi utiliser un mélange de ferrite de sodium et de carbonate de sodium dans lequel la proportion de ce 'dernier corps est d'autant plus grande que l'on veut avoir un brassage plus énergique. Par le réglage de la proportion de carbonate de sodium, on dis- pose d'un moyen efficace pour contrôler l'effervescence du bain. 



   Quelle que soit la composition du mélange utilisé, la quantité de celui-ci ajoutée au bain est avantageusement suffisante pour fixer à l'état de phos- phate trisodique la totalité du phosphore qui se trouvera finalement incorporée dans la deuxième scorie. 



   Dans le cas où la scorie formée par le procédé suivant l'invention entre en contact avec un revêtement siliceux, elle réagit avec la silice, ce qui provoqué la libération d'anhydride phosphorique qui se décompose et du phosphore est réincorporé dans le métal. 



   En vue de remédier à cet inconvénient, on a alors intérêt à ajouter aux éléments constitutifs de la deuxième scorie, en plus des composés sodés susdits et 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 de ltoxyde de fer, une certaine quantité de chaux. 



   En présence de la chaux, dont l'emploi simul- tané avec l'oxyde de fer a déjà été proposé en   l'absence   de composé sodé, la silice est fixée par cette chaux plutôt que par le phosphate de sodium. On atténue donc le phénomène de rephosphoration du bain et en même temps on ralentit l'attaque et la destruction du revêtement   sili   ceux. En outre, on abaisse la concentration de la scorie en anhydride phosphorique de manière à accentuer l'ac- tion déphosphorante de la scorie sans avoir l'inconvé- nient d'exagérer l'action corrosive de la scorie.

   Un effet analogue au point de vue de la déphosphoration serait obtenu si au lieu d'ajouter de la chaux, on ajou- tait un excès de composé sodé, mais alors la scorie   ob- '   tenue serait beaucoup plus corrosive et attaquerait plus violemment les revêtements siliceux que ne le fait la scorie calcaire. 



   Etant donné que l'introduction de chaux libre dans le métal au moment de la coulée pourrait donner lieu à des inclusions d'une partie de cette chaux, on peut utiliser avantageusement, en mélange avec la chaux, un fondant pour celle-ci. L'expérience montre que le fluo- rure de calcium est particulièrement efficace. La pro- portion de fluorure de calcium à ajouter à la chaux peut varier dans de larges limites.

   Elle est, de préférence comprise ente 20 et   50 %   de la quantité de   chauxa   
Quelle que soit la forme sous laquelle le mé- lange déphosphorant contient l'oxyde de fer (sous forme libre ou sans forme complexe de ferrite de sodium) et quelle que soit la proportion de chaux qu'il présente, par rapport au composé sodé, la quantité d'oxyde de fer dans ce mélange est avantageusement telle.que la teneur en fer de celui-ci soit au minimum de la % du poids de 
A 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 la deuxième scorie formée. 



   Le procédé de déphosphoration suivant l'inven- tion peut notamment être fuis en oeuvre par l'utilisation d'un mélange déphosphorant dans lequel la proportion de d'oxyde/sodium est au minimum de 25   %, celle   du mélange de chaux et de fluorure de calcium au maximum de 50 % et celle de fer au moins 10 %. 



   REVENDICATIONS 
1. Procédé de désulfuration des fontes conte- nant du silicium dans lequel on fait réagir avec la fonte en fusion des composés sodés non nuisibles au métal fini, caractérisé en ce qu'on introduit dans la fonte en fusion, en plus des composés sodés susdits, un corps plus   oxyda-   ble que le silicium, qui fond dans le bain et qui n'est pas nocif pour celui-ci. 



   2. Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé en ce qu'on introduit du calcium dans la fonte en fusion en plus des composés sodés.

Claims

3. Procédé suiva nt la revendication 2, -carac- térisé en ce qu'on introduit le calcium dans le bain sous forme de carbure de calcium.

4. Procédé suivant la revendication 3, carac- térisé en ce qu'on introduit dans la fonte en fusion un mélange de carbonate de sodium et de carbure de calcium dans lequel la proportion de carbure de calcium est d'au moins 50 % en poids.

5. Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce quon introduit de l'aluminium métallique dans la fonte en fusion en plus des composés sodés.

6 Procédé suivant les revendications 3'et 5, caractérisé en ce qu'on introduit dans la fonte en fu- sion un mélange ternaire de composés sodés, de carbure de calcium et d'aluminium. <Desc/Clms Page number 9>

7. Procédé de déphosphoration de l'acier dans lequel on évacue la scorie phosphatée formée au cours de la conversion de la fonte en acier et dans lequel on. ajoute ensuite à l'acier, de l'oxyde de fer et des éléments capables de parfaire la déphosphoration, caractérisé en ce qu'après enlèvement de la scorie phosphatée formée au cours de la conversion, on ajoute au bain d'acier de l'oxyde de fer et un composé sodé non nocif pour l'acier.

8. Procédé suivant la revendication 7, carac- térisé en ce qu'on utilise un mélange de carbonate de sodium et d'oxyde de fer pour former la deuxième scorie.

9. Procédé suivant la revendication 7, carac- térisé en ce qu'on utilise un ferrite de sodium pour former la deuxième scorie.

10. Procédé suivant la revendication 9, carac- térisé en ce qu'on utilise du ferrite de sodium provenant de la calcination d'un mélange' de carbonate de sodium et 'd'oxyde de fer dans lequel la proportion de carbonate de sodium était d'au moins 40%.

11. Procédé suivant les revendications 8 et 9, caractérisé en'ce qu'on utilise un mélange de carbonate de sodium et de ferrite de sodium.

12. Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- dications 7 à 11, caractérisé en ce qu'on utilise une quantité de mélange déphosphorant destiné à former la deuxième scorie, suffisante pour fixer à l'état de phos- phate trisodique la totalité du phosphore qui se trouvera finalement incorporée dans la deuxième scorie.

13. Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- dications 7 à 12, caractérisé en ce que, dans le cas où le bain pourra être amené en contact avec un revêtement siliceux, on utilise, pour former la deuxième scorie, un mélange déphosphorant qui, en plus des composés sodés <Desc/Clms Page number 10> susdits et d'oxyde de fer, contient de la chaux.

14. Procédé suivant la revendication 13, carac- térisé en ce qu'on emploi-un mélange contenant un fondant pour la chaux.

15. Procédé suivant la revendication 14, caracté- risé en ce qu'on emploie un mélange dans lequel le fon- de''! de la chaux est constitué par du fluorure de calcium dans une proportion comprise entre 20 et 50% de la quan- tité de chaux.

16. Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- dications 7 à 15, caractérise en de qu'on utilise un mélange déphosphorant dans lequel la proportion d'oxyde de fer est telle que la teneur en fer de ce mélange soit, au minimum, de 10% du poids de la deuxième scorie formée.

17. Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'on utilise Lui mélange déphosphorant dans lequel la proportion d'oxyde de sodium est, au minimum, de 25%, celle du melange de chaux et de- fluorure de calcium au maximum de 50% et celle de fer au moins 10%.

18. Procédé de désulfuration de fontes tel que décrit ci-dessus.

19. Procédé de déphosphoration d'acier tel que décrit ci-dessus.