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PROCEDE POUR LA DESILICIATION ET LA DESULFURATION DE LA FONTE,
Un problème important de la sidérurgie est la désulfuration de la fonte. La recherche de la production, dans les hauts-fourneaux, de fon- tes à teneurs relativement basses en soufre oblige à produire des fontes à teneurs en.manganèse élevées, et ceci ne suffit généralement pas encore, si bien que l'on traite souvent ultérieurement la fonte par des produits à base de soude, ou par de la chaux, etc,.. Il;est connu également de désulfurer la fonte par des laitiers ne contenant pas d'oxyde de fer, ni de manganèse, ou seulement des teneurs infimes en ces oxydes.
Un autre problème important est la désiliciation de la fonte.
Lorsque celle-ci est destinée à être soufflée dans un convertisseur basique, une haute teneur en silicium gène la déphosphoration recherchée et oblige à ajouter une quantité de chaux supplémentaire; elle augmente également les pertes en fer par projection et dans la scorie, ce qui est une source d'ac- croissement du prix de revient. Enfin, les irrégularités fréquentes des te- neurs en silicium du haut-fourneau sont source d'irrégularités dans la marche au convertisseur basique et la qualité de l'acier produit.
Lorsque la fonte est destinée à être ajoutée dans un four Martin et que la charge doit être déphosphorée, il y a encore intérêt à en abaisser;la teneur en silicium, car plus lateneur en silicium est élevée et plus la déphosphoration est gênée, et plus il faut ,-.ajouter de chaux et de minerai de fer. Il est connu qu'une telle désiliciation de la fonte peut être obtenue, soit en soufflant de l'air ou de l'oxygène dans la fonte, soit en traitant celle-ci par un laitier riche en oxyde de fer.
La présente invention, due aux trabaux de Monsieur René Perrin , permet d'obtenir par un seul traitement par laitier à la fois la désulfura- tion et la désiliciation de la fonte, c'est-à-dire le résultat qui ne pouvait être obtenu jusqu'ici que par l'usage successif de deux laitiers, l'un exempt
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d'oxyde, l'autre oxydé, c'est-à-dire au prix d'une grande complication.
Elle consiste essentiellement à traiter la fonte par un laitier renfermant, à côté d'éléments désulfurants, des oxydes en quantité telle qu'ils oxydent la quantité de silicium que l'on désire éliminer de la fonte, et à prolonger l'action du laitier après cette oxydation du silicium pendant un temps suffisant pour que les éléments désulfurants puissent exercer leur action.
Parmi les éléments désulfurants à mettre en oeuvre, on peut citer les oxydes basiques, tels que la chaux, la magnésie, la baryte, la soude, etc.... Les oxydes destinés à réduire le silicium seront de préférence les oxydes de fer ou de manganèse...
D'une manière plus générale, on choisit le laitier à mettre en oeuvre de telle sorte que sa composition après élimination des oxydes et rem- placement. de ceux-ci par de la silice, ait un caractère désulfurant.
Les oxydes réductibles par le silicium seront de préférence des oxydes de fer et de manganèse.
Au début du traitement, le silicium réduit la plus grande partie de ces oxydes ; laitier s'enrichit parallèlement en silice, qui s'unit aux bases, et si la quantité et la composition du laitier initial ont été choi- sies de telle sorte qu'après cet enrichissement en silice, le laitier reste fondu d'une part, et ait un caractère désulfurant de l'autre, il se produit, au cours de la prolongation de l'opération, une désulfuration substantielle de la fonte.
Ces deux conditions : laitier final fondu à la température de la fonte, qui est généralement nettement plus basse que celle de l'acier, et d'autre part, laitier à pouvoir nettement désulfurant, limitent fortement le champ des compositions de laitier utilisables, surtout si l'on recherche des compositions essentiellement à base de produits courants, pour ne pas grever le prix de revient, car les laitiers sont d'autant plus désulfurants qu'ils sont plus riches en base et parallèlement plus réfractaires. C'est ainsi que les laitiers désulfurants couramment employés pour le traitement de l'acier ne sont point fondus aux températures usuelles des fontes.
Pour déterminer cette composition du laitier initial, il est re- commandé de procéder de la manière suivante :on se fixe par avance le type de laitier auquel on désire aboutir à la fin de la désiliciation. Ce laitier doit être désulfurant et doit contenir de la silice.
Dans l'analyse du laitier ainsi choisi, on remplace une partie ou la totalité de la silice par de l'oxyde de fer et/ou de l'oxyde de manga- nèse et c'est cette nouvelle composition que l'on choisit pour le laitier initial.
La quantité de laitier à mettre en oeuvre sera déterminée par la quantité de silicium à éliminer de la fonte, compte tenu des proportions d'oxydes réductibles par le silicium qui sont contenus dans le laitier.
Plus la proportion d'oxydes est grande, plus la quantité de lai- tier à mettre en oeuvre pour l'élimination d'une même quatité de silicium pourra être faible.
Si la proportion d'oxydes est relativement faible, on devra met- tre en oeuvre une quantité de laitier plus grande, mais on aboutira alors a un laitier final moins riche en silice. La désulfuration sera ainsi faci- litée, tant à cause de la grande quantité de laitier mise en oeuvre, que de sa faible teneur en silice.
Il est le plus souvent nécessaire aussi que le laitier soit bien fondu au début du traitement et le reste au cours de son évolution. Cette
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condition se trouve en général automatiquement remplie si l'on fait appel BA%b R'@#4µpes de laitiers indiqués ci-dessus et ceci d'autant mieux que le poids de laitier mis en oeuvre sera grand et que .La quantité de silicium a en miner de la fonte sera faible,, ces deux facteurs agissant dans le sens d'une atté-
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nuation de la variation de composition du laitier au cours du traitement'.'
Enfin, il est préférable, pour obtenir une très bonne désulfura- tion, de maintenir en fin d'opération, dans la fonte, une certaine quantité de métal réducteur.
Celui-ci est normalement le silicium et la quantité d'onde introduite initialement dans le laitier doit -être calculée de maniè- re à ce que la fonte contienne encore après traitement une faible quantité de cet élément. Cependant, celui-ci pourrait être remplacé par un autre réducteur tel que l'aluminium, le titane, le calcium, le magnésium, etc.. que l'on aurait ajouté à la fonte en fin d'opération.
Pour la mise en,oeuvre du procédé, le traitement de la fonte peut être effectué dans un four spécial ou dans un mélangeur. On peut aussi procéder à des opérations de brassage entre laitier et métal suivant toutes techniques connues, par exemple par versement violent du bain de fonte dans une poche contenant le laitier à l'état fondu. Il est essentiel, dans tous les cas, que le contact entre laitier et métal soit prolongé suffisamment longtemps pour que une fois effectuée la réduction des oxydes, le laitier ait le temps d'exercer son action désulfurante sur la fonte.
En raison du caractère exothermique de la réaction (réduction des oxydes par le cilicium), l'apport de chauffage extérieur en cours de trai- tement peut être très réduit et même inexistant. Dans le cas où l'opération se fait dans un appareil non chauffé, il est toutefois préférable d'introdui- re le laitier à l'état fondu, ou tout au moins préchauffé, Dans ce cas, non seulement le bain de fonte ne se refroidit pas en cours de traitement, mais il peut même se réchauffer.
En dehors du fait qu'il ne nécessite que peu ou pas du tout d'é- nergie calorifique, le procédé objet de l'invention est particulièrement éco- nomique parce qu'il s'accompagne d'une réintégration de fer et/ou de manganè- se dans la fonte. Les quantités de ces éléments réintroduits sont variables
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suivant la nature des oxydes mis en jeu (Fe 0 , FeO, MnO) Elles sont prati- quement comprises entre 2, 6 et 4 fois le poids du silicium éliminé.
Le procédé peut avantageusement être utilisé pour la désulfura- tion de la fonte directement à la sortie du haut-fourneau. Dans ce cas, la marche du haut-fourneau peut elle-même être modifiée. On peut en particu- lier fonctionner avec des indices de basicité moins élevés et consentir à des réintroductions plus importantes de silicium. Le silicium est ensuite partiellement remplacé par du fer et du manganèse, au cours du traitement de désulfuration.
Les exemples donnés ci-dessous, à titre non limitatif, permettront de mieux comprendre l'invention et la manière de la mettre en oeuvre.
Exemple 1. - On a à désilicier et à désulfurer une fonte contenant :
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C ............ 3e3 % sie,oooo-O..4000 0,5 %
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<tb> Mn............ <SEP> 1,2 <SEP> %
<tb>
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.....,oo..,o 0,08 Pi ............ 2 % On traite cette fonte par un laitier ayant la composition suivante :
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CaOooooooooooo 39% CaF 2 aosooooeo 1G4 7
EMI3.6
<tb> Fe2O3......... <SEP> 39 <SEP> % <SEP>
<tb>
Le poids de laitier mis en oeuvre est d'environ 30 Kgs par tonne de fonte.
Au cours du traitement; la composition du laitier varie par suite de l'oxydation du silicium par l'oxyde de fer, puis le laitier absorbe le sou-
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BieEt>f8cifNÁ<flte En fin d'opération, le laitier a la composition suivante :
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CaO ........... 45% v 20$00000000. 25 ; Si02 0000000000 26%
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<tb> S <SEP> ........... <SEP> 2,4 <SEP> %
<tb>
Les teneurs en silicium et en soufre de la fonte sont tombées respectivement à :
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Si e 9 e 9 o - e e a 9 0,2% S v o w o 0 0 0 0 o 0.9015 %
Les teneurs en carbone, en manganèse et en phosphore de la fonte sont restées pratiquement inchangées.
Exemple 2. - On traite la même fonte que dans l'exemple précé- dent par un laitier dont la composition initiale est la suivante :
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Si02 .......... 7,7 % Fe203 000000000 40 % Al203 000000000 Il % mlo ........... 6,3 % Ciao o000oooooeo %
Le poids de laitier mis en oeuvre est d'environ 30 kgs par tonne de fonte.
A la fin du traitement, le laitier a la composition suivante :
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<tb> SiO2 <SEP> ...........35 <SEP> %
<tb>
<tb> Al2O3 <SEP> ......... <SEP> 13 <SEP> % <SEP>
<tb>
EMI4.6
MgO o 0 0 o s o e o v o o a 8 %
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<tb> CaO <SEP> ........... <SEP> 41 <SEP> %
<tb>
<tb> S <SEP> ............ <SEP> 1,8 <SEP> % <SEP>
<tb>
Les teneurs en silicium et en soufre de la fonte sont tombées respectivement à :
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Si e e a o 9 - e e e a e e 0,2 %
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<tb> S <SEP> ............. <SEP> 0,035 <SEP> % <SEP>
<tb>
Les teneurs en carbone, en manganèse et en phosphore sont inchan- gées.
REVENDICATIONS.
1 Un procédé pour abaisser les teneurs en silicium et en soufre de la fonte, consistant à traiter la fonte par un laitier renfermant, à côté d'éléments désulfurants, des oxydes en quantité telle qu'ils oxydent la quan- tité de silicium que l'on désire éliminer de la fonte, et à prolonger l'action du laitier après cette oxydation du silicium, pendant un temps suffisant pour que les éléments désulfurants puissent exercer leur action.
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