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PROCEDE DE FABRICATION DE FONTE DE MOULAGE.
L'obtention de fonte de moulage'et son bilan économique dépend essentiellement de la possibilité de traiter comme charge du Haut-Fourneau, outre des minerais pauvres en fera en particulier les minerais acides alle- mands, d'importantes quantités de mitrailles d'acier et des.minerais.riches étrangers
Le manque de mitrailles se fait sentir de plus en plus et ne pour- ra guère diminuer dans l'avenir.
La nécessité s'impose aussi toujours davan- tage afin d'économiser des devises., de délaisser les minerais étrangerso Par suite des circonstances économiques., il n'est pas favorablerde produire au Haut-Fourneau de la fonte de moulage de la qualité désirées que l'on puisse refondre sans difficulté dans les cubilots ordinaires actuels de fonderie afin d'obtenir une fonte de valeuro
Dans le but de créer de meilleures possibilités de traiter dans le Haut-Fourneau des minerais pauvres,, en particulier des minerais acides indigènes., et de débarasser largement le Haut-Fourneau des éléments de for- mation du laitier,, une voie nouvelle a été indiquée depuis de longues années pour produire une fonte brute par le procédé FASCHE-PEETZ, selon le procédé de réduction dit acide ou super acide.
A cet effet il est renoncé intention- nellement à une température et une composition de laitier telles que celles qui seraient nécessaires pour éviter dans une marche normale du. four la ten- dance naturelle à l'élévation de la basse teneur en soufre., ce-qui,, d'une part, oblige à diminuer fortement la réserve de chaleur du Haut-Fourneau, d' autre parte n'évite cependant pas la nécessité de soumettre la fonte de cou- lée riche en soufre à une'désulfuration connexe au moyen de soude ou de tou- te autre manière., avec., en pratique,
tous les phénomènes d'accompagnement indésirableso Il est pourtant regrettable que ce procédé n'ait pu réussir en pratique dans la mesure où cela eût été souhaitable dans l'intérêt de - l'économie nationale allemande.
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Les considérations exposées ci-avant au sujet de la production de fonte de moulage au Haut-Fourneau fournissent maintenant aux métallurgistes l'occasion de réfléchir sur la manière de rendre possible l'obtention écono- mique d'une fonte de moulage en déchargeant le Haut-Fourneau des éléments de formation du laitier tout en partant de minerais pauvres en particuliers de minerais acides allemands.
Selon la présente invention, basée sur les principes du procédé de réduction acide ou super acide au Haut-Fourneau, à partir de minerais pau- vres, en particulier les minerais acides allemands, avec des quantités rela- tivement petites de laitiers., on coule en premier lieu une fonte de peu de valeur à basse teneur en C. et en Mn et à haute teneur en Sa fonte qui est ensuite chargée dans un cubilot neutre ou basique, utilisé avec une quanti- té de combustible excédant la proportion normale.
en marche réductrice et comme générateur de gaz, avec un vent chaud à 400 C et plus.,, le dit cubilot étant conduit avec une quantité relativement grande de laitier basique, en ajoutant les éléments d'alliage nécessaires à la fonte tels que du Mn ou du Si sous forme de minerai ou d'oxyde ou même de laitierde manière à ob- tenir une fonte de moulage pauvre en soufre,,, de la composition désirée et à une température élevée de coulée, d'environ 1450 à 1600 C.
Dans ce nouveau procédé, on renonce aussi tangentiellement à donner à la fonte immédiatement au Haut-Fourneau les caractéristiques dé- sirées en fonderie. Par conséquent la composition de cette fonte de peu de valeur est d'importance secondaire. Par contre, il est essentiel de constituer dans le Haut-Fourneau, avec de petites ajoutes de calcaire mais éventuellement en renonçant complètement à la chaux ou au C03 et mê- me si nécessaire sans aucune ajoute d'éléments manganifères, un lit de fu- sion qui assure au laitier des propriétés satisfaisantes de coulabilité.
Dans certains cas, la viscosité du laitier peut être obtenue par des addi- tions d'éléments bon marchés porteurs de A1203 ou par des alcalis. Si la composition du minerai le permet, l'indice p du laitier, c'est-à-dire le rapport entre les constituants basiques et acides du laitierpeut dans des cas particuliers être abaissé à une valeur voisine de 0,2, dans 1' hypothèse, naturellement, où, en vue de l'économie du procédé, la teneur en FeO du laitier, ne soit pas beaucoup supérieure à celle d'un laitier basique normal.
Une telle fonte a environ la composition suivante
EMI2.1
<tb> C <SEP> = <SEP> 2,4 <SEP> à <SEP> 3% <SEP>
<tb>
<tb> Si <SEP> = <SEP> 1,5,à <SEP> 3%
<tb>
<tb> Mn <SEP> = <SEP> 0,2 <SEP> à <SEP> 0,6%
<tb>
<tb> Po <SEP> = <SEP> 0,5 <SEP> à <SEP> I.8%
<tb>
<tb> S. <SEP> = <SEP> jusque <SEP> I% <SEP> et <SEP> plus
<tb>
La teneur en Si est une fonction de la température et de la ba- sicité du laitier. Le passage à une marche avec laitier acide ou super aci- de favorise même la réduction du Si. La perte en Mn est relativement faible. on peut donc renoncer à l'ajpute d'éléments manganifères. La teneur en P. ne subit, parle changement de marche du four, aucune modification remarqua- ble. La basse teneur en C et la haute teneur en S. éliminent un emploi direct ultérieur dans le cubilot normal.
Abstraction faite de la composition chimi- que, la structure métallographique de la fonte est aussi influencée défavo- rablement.
Les économies importantes obtenues au Haut-Fourneau permettent ensuite de soumettre la fonte de peu de valeur ainsi produite, à un nou- veau processus de fusion, qui, non seulement donne à la fonte la composi- tion chimique désirée par la fonderie, mais encore lui confère les quali- tés corrélatives à une surchauffe à environ 1500 C et plus, analogues à
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celles pourrait atteindre par exemple par sur chauffage dans un'mélangeur à sole plate ou dans un procédé multiplex de grande puissance (Four électri- que). '
La fonte de peu de valeur obtenue à bon marché au Haut-Fourneau est donc introduite dans un cubilot;
1. qui possède de préférence un garnissage neutre ou basique et peut selon le cas travailler en marche continueo
2 dans lequel on utilise un vent soufflé chaud;
éventuellement enrichi en oxygène,, de préférence à 400 C et plus, par exemple 500 à 600 C et plus, le chauffage de ce vent pouvant se faire dans un récupérateur chauf- fé par les gaz d'échappement du cubilot ou aussi dans un Cowper existant d' un Haut-Fourneau.
3 dans lequel on utilise un laitier basique en quantité corres- pondant aux processus de réduction nécessaires et à la composition de la fonte et grâce auquel la surchauffe et l'affinage de la fonte sont influen- cés favorablement.
4 qui travaille avec une proportion de coke excédant les seuls besoins de la fusion tout en permettant une marche réductrice.. et dans le- quel on peut employer un combustible de petit calibre ou un autre combusti- ble de peu de valeur.
5 qui selon le cas, peut travailler comme générateur de gaz une partie des gaz produits étant utilisable pour le préchauffage du vent par post combustion.
La paroi du cubilot et les tuyères de soufflage elles-mêmes sont de préférence refroidies par 1-'eau. Dans un tel cubilot, on est en situation, non seulement de fondre de la fonte et de la mitraille., mais aussi de faire des réductions et de produire une élévation de température de la matière en fusion, de 1500 à 1600 Co
Une fonte de peu de valeur de la composition approximative pré- cédemment donnée se transforme par passage dans ce four en une fonte de la composition requise par le fondeur. La teneur en Co peut être élevée sans difficulté jusqu'à 3,5 à 4% et plus. La teneur en Si. ne souffre aucun changement. parce qu'il ne se produit pas de perte au fen digne d'être ci- tée ; le Si peut si on le désire être augmenté par addition de Fe-Si.
La même chose vaut pour la teneur en Mn qui peut être, le cas échéant re- levée par ajoute d'éléments manganifères. parce que le four marche en ré- ducteur et que la basicité du laitier et la haute température assurent un bon apport en Mn. La teneur en P. ne subit que des changements peu impor- tants ; si une élévation était nécessaire, on pourrait 19obtenir par des addi- tions de scories Thomas, de phosphates ou d'autres éléments contenant du phosphore.
La teneur en S. s'abaisse considérablement et est en fait con- ditionnée par la haute température et une conduite basique du laitier.
Si la teneur finale en soufre était encore trop élevée,, on pourrait sans peine adjoindre un processus de désulfuration par les moyens connus quia en égard à la haute température de coulée de la fonte ont un bon rendement.
Comme avantage particulieril faut mettre en évidence la fi- nesse de la structure-et 1-'amélioration des propriétés de la fonte, obte- nues par la forte surchauffe. La fonte de peu de valeur obtenue en Haut- Fourneau peut en outre être aussi chargée dans le cubilot soit entièrement soit partiellement sous forme granulée, ce qui autorise l'emploi de coke de petit calibre ou d'un combustible de petit calibre bon marché.
Il est aussi possible de charger la fonte dans le cubilot, soit entièrement soit partiellement à l'état fluide. En outre l'invention s' étend à une modification du procédé telle que, dans les conditions énumé-
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rées, la fonte de peu de valeur obtenue au Haut-Fourneau peut être-chargée dans un cubilot tel que décrit précédemment, en mélange avec des mitrailles, des vieilles fontes ou d'autres éléments ferreux, ce mélange pouvant être fondu sous forme de fonte coulable immédiatement en pièces de fonderie. Le principe du procédé, n'est pas changé pour cela.
Dans tous les cas il est déterminant que les produits de fonde- rie peuvent être fabriqués à partir de la plus grande partie possible de minerais allemands pauvres grâce à un traitement au Haut-Fourneau où l'on re- nonce intentionnellement aux conditions qualitatives des ajoutes, cette fonction étant transmise à un cubilot qui travaille en marche réductrice sui- vant la technique indiquée ci-avant. Les économies au Haut-Fourneau sont de cette façon plus que suffisantes pour assurer pleinement l'économie du procé- dé.
REVENDICATIONS.
1) Procédé de fabrication de fonte pour fonderie, caractérisé en ce que, une fonte de peu de valeur, à basse teneur en C et en Mn et à haute teneur en S est obtenue, d'une manière connue, au Haut-Fourneau à partir de minerais pauvres en fer, en particulier des minerais acides, et avec une quantité relativement petite de laitier, par le procédé de fusion acide ou super acide, la dite fonte étant chargée, soit seule, soit en mé- lange avec des mitrailles d'acier, des vieilles fontes, etc....
dans un cu- bilot neutre ou basique, utilisé en marche réductrice, comme générateur de gaz avec une proportion de combustible excédant la normale et avec un vent chaud à environ 400 C et plus et avec une quantité relativement grande de laitier basique, les éléments d'alliage nécessaires à la fonte de fonderie, tels que en particulier le Manganèse et le Silicium, étant ajoutés sous for- me de minerais ou d'oxydes ou même de laitier, de telle sorte que la fonte pauvre en soufre ainsi obtenue ait la composition désirée et une tempéra- ture de coulée de 1450 à 1600 C et plus.
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METHOD OF MANUFACTURING CAST IRON.
Obtaining cast iron and its economic balance essentially depends on the possibility of treating as a charge for the blast furnace, in addition to poor ores, in particular German acid ores, large quantities of steel scrap. and foreign rich minerals
The shortage of grapeshot is increasingly felt and will hardly diminish in the future.
There is also an ever increasing need to save foreign exchange., To abandon foreign minerals o Due to the economic circumstances, it is not favorable to produce at the Blast Furnace cast iron of the desired quality that one can remelt without difficulty in the current ordinary cupolas of foundry in order to obtain a valuable cast iron
With the aim of creating better possibilities of processing in the Blast Furnace poor ores, in particular indigenous acid ores., And of largely ridding the Blast Furnace of slag forming elements, a new approach has been taken. been indicated for many years to produce pig iron by the FASCHE-PEETZ process, according to the so-called acid or super acid reduction process.
For this purpose it is intentionally dispensed with a temperature and a slag composition such as would be necessary to avoid in normal operation. furnace the natural tendency to increase the low sulfur content., which, on the one hand, obliges to greatly reduce the heat reserve of the Blast Furnace, on the other hand does not however avoid the necessity of subjecting the sulfur-rich cast iron to a related desulfurization by means of soda or otherwise., with., in practice,
all the undesirable accompanying phenomena It is however regrettable that this process could not have succeeded in practice to the extent that it would have been desirable in the interest of - the German national economy.
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The considerations set out above about the production of cast iron at the Blast Furnace now provide metallurgists with an opportunity to reflect on how to make it possible to economically obtain a cast iron by discharging the top. -Furnace of the elements of formation of the slag while starting from poor ores in particular of German acid ores.
According to the present invention, based on the principles of the blast furnace acid or superacid reduction process, from poor ores, in particular German acid ores, with relatively small amounts of slag. first, a low-grade iron with low C and Mn content and high Sa content which is then charged into a neutral or basic cupola, used with an amount of fuel in excess of the normal proportion.
in reduction mode and as a gas generator, with a hot blast at 400 C and more. ,, the said cupola being carried out with a relatively large quantity of basic slag, adding the alloying elements necessary for melting such as Mn or Si in the form of ore or oxide or even slag so as to obtain a low sulfur casting iron ,,, of the desired composition and at a high casting temperature of about 1450 to 1600 C.
In this new process, we also tangentially do away with giving the cast iron immediately at the blast furnace the desired characteristics in foundry. Therefore the composition of this low value cast iron is of secondary importance. On the other hand, it is essential to constitute in the Blast Furnace, with small additions of limestone but possibly completely renouncing lime or C03 and even if necessary without any addition of manganiferous elements, a bed of fu- ion which provides the slag with satisfactory flowability properties.
In some cases, the viscosity of the slag can be obtained by additions of inexpensive Al2O3-bearing elements or by alkalis. If the composition of the ore allows it, the p-index of the slag, that is to say the ratio between the basic and acid constituents of the slag, can in particular cases be lowered to a value close to 0.2, in 1 ' assumption, of course, where, in view of the economy of the process, the FeO content of the slag is not much higher than that of a normal basic slag.
Such a font has approximately the following composition
EMI2.1
<tb> C <SEP> = <SEP> 2.4 <SEP> to <SEP> 3% <SEP>
<tb>
<tb> If <SEP> = <SEP> 1.5, at <SEP> 3%
<tb>
<tb> Mn <SEP> = <SEP> 0.2 <SEP> to <SEP> 0.6%
<tb>
<tb> Po <SEP> = <SEP> 0.5 <SEP> to <SEP> I.8%
<tb>
<tb> S. <SEP> = <SEP> until <SEP> I% <SEP> and <SEP> plus
<tb>
The Si content is a function of the temperature and the basicity of the slag. Switching to a process with acidic or superacid slag even favors the reduction of Si. The loss of Mn is relatively low. we can therefore dispense with the addition of manganiferous elements. The P. content does not undergo any noticeable modification by changing the operation of the furnace. The low C and high S content eliminate direct subsequent use in normal cupola.
Apart from the chemical composition, the metallographic structure of cast iron is also adversely affected.
The significant savings obtained at the Blast Furnace then make it possible to subject the low-value cast iron thus produced to a new melting process, which not only gives the cast iron the chemical composition desired by the foundry, but also gives it the qualities corresponding to overheating at around 1500 C and above, similar to
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those could be achieved, for example, by overheating in a flat hearth mixer or in a high power multiplex process (electric oven). '
The low value cast iron obtained cheaply at the blast furnace is therefore introduced into a cupola;
1.which preferably has a neutral or basic filling and can, depending on the case, work in continuous operation.
2 in which a hot blown wind is used;
possibly enriched with oxygen, preferably at 400 C and more, for example 500 to 600 C and more, the heating of this wind can be done in a recuperator heated by the exhaust gases of the cupola or also in a Cowper existing blast furnace.
3 in which a basic slag is used in an amount corresponding to the necessary reduction processes and the composition of the pig iron and whereby the superheating and refining of the pig iron are favorably influenced.
4 which works with a proportion of coke which exceeds the sole needs of the smelting while allowing a reduction process .. and in which one can use a fuel of small caliber or other fuel of little value.
5 which, depending on the case, can work as a gas generator, part of the gas produced being usable for preheating the wind by post combustion.
The wall of the cupola and the blow nozzles themselves are preferably cooled with water. In such a cupola, we are in a situation not only to melt cast iron and scrap metal, but also to make reductions and produce a rise in the temperature of the molten material, from 1500 to 1600 Co
A low value cast iron of the approximate composition given above is transformed by passing through this furnace into a cast iron of the composition required by the smelter. The Co content can be elevated without difficulty up to 3.5 to 4% and more. The Si content does not suffer any change. because there is no loss in the window worth mentioning; Si can if desired be increased by addition of Fe-Si.
The same is true for the Mn content which can be raised if necessary by adding manganiferous elements. because the furnace operates as a reducer and the basicity of the slag and the high temperature ensure a good supply of Mn. The P. content undergoes only minor changes; if an increase was necessary, it could be achieved by additions of Thomas slag, phosphates or other phosphorus-containing elements.
The S. content drops considerably and is in fact conditioned by the high temperature and basic behavior of the slag.
If the final sulfur content were still too high, it would be possible without difficulty to add a desulfurization process by known means which, in view of the high temperature of the casting of the iron, have a good yield.
As a particular advantage, it is necessary to highlight the fineness of the structure and the improvement of the properties of the cast iron, obtained by the strong superheating. The low value cast iron obtained in the blast furnace can furthermore also be charged to the cupola either entirely or partially in granulated form, which allows the use of small caliber coke or inexpensive small caliber fuel.
It is also possible to load the cast iron into the cupola, either entirely or partially in the fluid state. In addition, the invention extends to a modification of the process such that, under the conditions enumerated
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The low value cast iron obtained at the Blast Furnace can be loaded into a cupola as described above, mixed with scrap, old cast iron or other ferrous elements, this mixture being able to be melted in the form of cast iron immediately pourable into castings. The principle of the process is not changed for this.
In any case, it is decisive that the foundry products can be made from the greatest possible part of poor German ores thanks to a treatment at the Blast Furnace where the qualitative conditions of the additions are intentionally waived. , this function being transmitted to a cupola which operates in reduction mode according to the technique indicated above. The savings at the Blast Furnace are in this way more than sufficient to fully ensure the economy of the process.
CLAIMS.
1) A method of manufacturing cast iron for foundry, characterized in that, a cast iron of little value, low in C and Mn and high in S is obtained, in a known manner, at the blast furnace at from ores poor in iron, in particular acid ores, and with a relatively small quantity of slag, by the acid or superacid smelting process, the said iron being charged, either alone or in admixture with scrap metal 'steel, old cast iron, etc.
in a neutral or basic tank, used in reduction mode, as a gas generator with a proportion of fuel exceeding the normal and with a hot wind at about 400 C and more and with a relatively large quantity of basic slag, the elements d 'alloy necessary for foundry smelting, such as in particular manganese and silicon, being added in the form of ores or oxides or even slag, so that the low sulfur iron thus obtained has the composition desired and a casting temperature of 1450 to 1600 C and above.