BE476097A - - Google Patents

Description

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  Brevet d'Invention Procédé pour fabrication de fontes élaborées à haute température. 



   L'élaboration de la fonte dans les cubilots ordinai- res de fonderie donne généralement un métal qui est cou- lé à une température qui excède rarement 1350  pour une consommation de coke de l'ordre de 10% 
Les   fondeurs.d'attachent   à utiliser du coke de fonde- rie dont la teneur en cendres est inférieure à 10% 
Pour obtenir des tontes plus chaudes il faut accroî- tre la proportion de combustible et souvent faire appel à des cokes spéciaux, très peu cendreux, peu réactifs et naturellement beaucoup plus coûteux que le coke métallur- gique. On peut ainsi obtenir des fontes coulées aux en- virons de   1400    en portant la consommation de coke aux environs de 13 à   15%.   



   La perte au feu des cubilots ordinaires est géné- ralement de l'ordre de 3 à 5%. Cette perte provient de l'oxydation au cours de la fusion d'une fraction du fer et de certains éléments de la charge tels que le silicium, r 

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 le manganèse. Les oxydes produits passent dans le laitier, ce dernier devient   alos   un silicate ferreux de couleur noi- re et sans valeur industrielle. 



   Lorsqu'on utilise le cubilot pour la fusion des fer - railles dans le but par exemple d'obtenir des fontes pour convertisseurs, la dépense de combustible est beaucoup plus élevée et dans ce cas la perte au feu s'accroît sensiblement; elle peut atteindre   20%   pour des fusions à 100% de ferrail- les. 



   Au cours de 'ces dernières années les cubilots à vent chaud ont été utilisés dans le but de réduire la consomma- tion de coke métallurgique et d'accroître la température de la fonte coulée. 



   Dans certains cas, on a pu ramener la consommation de coke de fonderie aux environs de 8% en obtenant des tontes coulées à 1500 . Ce résultat a été obtenu en utilisant des réchauffeurs auxiliaires dans lesquels le chauffage du vent était obtenu par l'utilisation d'un combustible spécial, gé- néralement du charbon. Ces appareils donnent donc une ré - duction du coke utilisé pour la fusion de la fonte mais né- cessitent l'emploi d'un combustible auxiliaire. Les laitiers élaborée sont toujours siliceux et noirs et les pertes au feu sont sensiblement les mêmes que pour les cubilots à vent froid ; la zone de fusion des cubilots fonctionnant dens ces conditions est donc toujours oxydante. 



   Le procédé suivant l'invention permet d'obtenir des fontes de qualité en 1ère fusion et qui sont élaborées en atmosphère réductrice et coulées à haute température. 



   Le procédé consiste à fondre des matières métalliques   ferreuses   telles que fonte, ferrailles, tournures, mélan - gées de combustibles divers, coke, charbon anthraciteux,   etc...   dans des cubilots soufflés par des fluides conte - nant de l'oxygène et réchauffés à haute température, tels   que ;   air seul ou additionné d'oxygène, mélange d'oxygène et de vapeur d'eau ou de Co2 etc... les charges étant cal-; 

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 culées pour donner des quantités relativement importantes de laitiers peu-ferrugineux à point de fusion élevé et une allure réductrice de la zone de fusion. 



   Pour remplir des conditions il faut augmenter la pro- portion de carbone qui correspondrait à une marche en coke de fonderie mais on peut faire appel à des cokes métallur- giques à teneur en cendres relativement élevée (de 15 à 20%) à des agglomérés ou à des charbons barrés de préféren- ce anthraciteux. On ajoute aux charges une proportion de calcaire sensiblement plus élevée que dans les fusions aux cubilots ordinaires. On obtient ainsi une atmosphère réductrice dans la zone de fusion en raison de l'emploi d'une proportion suffisante de carbone dans les charges et également du fait que ce carbone peut être divisé, par exemple, dans les charbons barrés et plus réactifs que le coke de fonderie.

   On obtient en outre une température de fusion beaucoup plus élevée que dans les cubilots ordi - naires ou dans les cubilots soufflés au vent chaud fonc- tionnant avec 8 à 10% seulement de coke. 



   Il en résulte que le laitier obtenu, beaucoup plus abondant que dans les fusions normales et élaboré à hau- te température en atmosphère réductrice est peu ferrugi - neux et par suite à point de fusion élevée. 



   Le métal chargé dans le cubilot : fonte ou acier tra- verse dès lors dans la zone de fusion la couche épaisse de laitier à très naute température ; dans ce trajet les fines gouttelettes de fonte se surchauffent et prennent une tem pérature voisine de celle du laitier. On obtient ainsi la   surchauffe   de la fonte qui peut être coulée à une tempéra- ture de 1600  et plus. Cette fonte élaborée en atmosphère réductrice est dès lors de bonne coulabilité. 



   Si l'on traite dans les conditions ci-dessus un mélan- ge de coke métallurgique plus ou moins cendreux et de fer- railles on obtient des fontes à bas carbone et à faible teneur en phosphore. Si le combustible est constitué par des charbons barrés anthraciteux ou par un mélange de coke 

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 métallurgique et d'anthracite la division du carbone dans la zone de fusion conduit à l'obtention de fontes beaucoup plus carburées. 



   La fusion des fontes en atmosphère réductrice permet d'ajouter aux charges, des métaux tels que le nickel, le manganèse qui sont fondus sans perte sensible. On peut remplacer ces métaux par des agglomérés d'oxyde et de com- bustible qui donnent lieu dans la zone de fusion à une ré- duction directe des oxydes et à la formation du métal qui passe dans la fonte. Des agglomérés d'un combustible quel- conque et de minerai de fer donnent lieu par leur traite - ment dans les conditions ci-dessus à la production de fon- te.   On   peut également traiter dans les mêmes conditions les tournures de fonte et les tournures d'acier préala - blement broyées en les agglomérant avec un combustible. 



   Four l'obtention de fonte phosphoreuse à partir de ferrailles on pourra ajouter aux charges soit des phos - phates tricalciques, soit des agglomérés de combustibles et de phosphates. 



   Nous avons vu que la fusion des fontés ou ferrailles en présence de vent suffisamment cnaud avec des propor -   bions   convenables de carbone donnait une zcne de fusion réductrice à température élevée. Il est possible d'intro- duire dans cette zone un apport de matières oxydantes tel- les que la vapeur d'eau ou de l'oxyde de fer, on constate alors que le phosphore des cnatges est oxydé et passe dans le laitier On a donc ainsi un moyen d'obtenir au cubilot à vent chaud, des fontes affinées qui sont pratiquémment exemptes de phosphore. 



   Les fontes obtenues par le procédé ci-dessus indiqué peuvent être utilisées pour la coulée directe des pièces de fonderie même si le lit de fusion ne comporte que des ferrailles. On peut obtenir dans ce cas à volonté des fontes perlitiques homogènes et de grande résistance et supprimer tous les lingotages qui sont généralement em- ployés dans les fonderies utilisant des charges à forte 

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 proportion d'acier. 



   Sans addition de ferro-silicium aux charges, on obtient directement des alliages qui peuvent être utilisés pour la fabrication de la fonte malléable. 



   Enfin la fusion des fontes ou ferrailles dans les con- ditions ci-dessus indiquées donne des sous-produits de gran- de valeur : laitiers et gaz, Les laitiers peuvent être gra- nulés et Utilisés pour la fabrication du ciment. Enfin les gaz obtenus au cours de ces fusions sont combustibles, et leur pouvoir calorifique est analogue à celui des gaz de hauts fourneaux dans la marche à l'air chaud, et notable - ment plus élevé dans les marches avec fluides plus riches en oxygène. Une fraction de ces gaz peut être utilisée pour le rechauffage direct du vent dans des réchauffeurs continus ; le reste est disponible pour   tous4sages   indus- triels. 



    RESUMA   1 ) procédé de fabrication de fontes de qualité obtenues en première fusion coulées à haute température et de gran- de coulabilité consistant à fondre des matières métalliques   ferreuses   (fontes, ferrailles ou tournures, ou agglomérés de minerai et combustible) mélangées de combustibles divers (coke, charbon anthraciteux, etc...) dans des cubilots soufflés par des fluides contenant de l'oxygène et réchauf- fés à haute température, les charges étant calculées pour donner des quantités relativement importantes de laitiers peu ferrugineux, à point de fusion élevé et des gaz com- bustibles à température relativement basse dont une frac- tion est utilisée dans des réchauffeurs continus pour le réchauffage des fluides soufflés dans le cubilot .

   

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Claims (1)

1. 2 ) l'emploi comme fluides soit de l'air réchauffé à hau- te température, soit d'un mélange d'air et d'oxygene ou <Desc/Clms Page number 6> d'oxygène additionné de vapeur d'eau ou de C02.

   3 ) la production dans les conditions du 1 de fonte peu carcurés (carbone 2 à 3%) et à températures élevées obte- nues par la fusion. d'au mélange de ferrailles et de coke dont la teneur en cendres peut excéder notablement celle des cokes de fonderie avec addition de calcaire en quanti- té suffisante pour obtenir des laitiers à faible teneur en oxyde de fer et en quantité notablement plus élevée que dans les cubilots de fonderie ordinaires.

   4 ) la production de fontes à teneur en carbone plus éle- vée de l'ordre de 3 à 4% par la fusion dans les conditions du 1 de boccages de fontes ou de ferrailles avec emploi de charbons de préférence barrées et anthraciteux, utilisés seuls ou en mélange avec du coke.

   5 la production de fontes élaborées dans les conditions du 1 et provenant du traitement d'agglomérés de combus- tibles quelconques et de minerais de fers ou résidus fer - reux tels que les tournures de tonte ou les tournures de fer broyées.

   6 ) la production d'alliages spéciaux par la fusion dans les conditions du 1 de fontes ou de ferrailles avec ad- dition de métaux ou ferro alliages à base car exemple de nickel, chrome, manganèse ou d'agglomérés d'un combusti- ble et des oxydes contenant ces métaux.

   7 l'obtention dans les conditions du 1 de laitiers à faible teneur en fer élaborée à haute température qui sont maintenus dans le creuset du cubilot et qui permettent la surchauffe de la tonte traversant cette couche de laitiers en fines gouttelettes.

   8 ) l'obtention de fontes phosphoreuses par la traitement dans les conditions du 1 de ferrailles avec addition aux charges de combustibles divers et de phosphate tricalcique.

   9 ) l'obtention de fontes affinées exemptes de phosphore par la fusion simultanée de ferrailles en présence de lai- tiers calcaires qui sont oxydés dans la zone de fusion par un apport de matières oxydantes telles que la vapeur d'eau,/. <Desc/Clms Page number 7> l'oxyde de fer, etc...

   10 ) la réalisation dans les conditions du 1 de fontes coulées à haute température directement utilisables com- me fontes de qualité pour la coulée des pièces diverses 'de t'onderie en toutes épaisseurs.

   Il ) l'obtention deas les conditions du 1 de fontes pour malléable par la fusion(directe des ferrailles sans addi- tion de fonte siliceuse ou de ferro silicium ou avec une faible-addition de ces produits.

   12 ) l'obtention dans les conditions du 1 de laitiers peu ferrugineux qui peuvent être granulés et transformés en ciment de laitier.

   13 ) la production de gaz combustibles à pouvoir calori- fique variable suivant la nature des fluides soufflés dans l'appareil, ces gaz étant évacués du cubilot à tem- pérature peu élevée et dont une fraction peut être utili- sée pour le rechauffage du fluide dans des réchauffeurs continus et dont l'autre est disponible pour tous usages industrie ls .