<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE POUR FONDRE DES MINERAIS DE FER.
Pour faire de la fonte en utilisant un laitier basique,il est généralement nécessaire d'ajouter aux minerais de fer et au coke une matière de scorification ou fondante qui;, ensemble avec la gangue -du minerai et la cendre du cokeforment un laitier qui,sans être trop visqueux aux températures qui règnent dans l'ouvrage, est suffisamment basique pour absorber la plupart du soufre qui entre dans le haut-fourneau avec la charge. Comme la gangue des minerais et la cendre du coke sont généralement acides,le fondant ajouté est principalement constitué des minermx basiques, et essentiellement du calcaireo
En descendant le long de la cuve la charge s'échauffe.
En même temps, une réduction des oxydes du minerai par les gaz réducteurs ascendants commence dans le haut de la cuveo Comme la gangue du minerai et la cendre du coke ne réagissent pas avec le calcaire ajouté jusqu'à ce que la température soit assez haute, les réactions qui donnent naissance aux laitiers n'ont lieu que dans une phase ultérieure à raison du fait bien connu que les réactions entre phases solides sont très lenteso En conséquence, les réactions de scorification ont lieu principalement dans la partie la plus basse du hautfourneau.
Le temps pendant lequel le laitier final peut réagir est en conséquence si court que les réactions désirées ne peuvent pas s'accomplir aussi complètement qu'on le désireo
Il est déjà connu d'ajouter du calcaire finement broyé aux concentrés de minerai de fer avant le frittage afin d'obtenir un aggloméré autofondanto Par ce moyen, une certaine quantité de silicate de calcium se forme déjà pendant le processus de frittage. On a également proposé, dans le mê- me but, l'emploi du laitier du haut-fourneau ensemble avec le calcaire.
L'avantage de ces opérations consiste dans le fait que le calcai-
<Desc/Clms Page number 2>
re et le laitier peuvent réagir avec la gangue du minerai dans une phase quelque peu plus favorable. Cependant il n'a pas été possible par les procédés connus d'obtenir des résultats satisfaisants: une bonne désulfuration, un bon rendement en manganèse et une bonne teneur en carbone dans la fonte.
Ces résultats sont obtenus par la présente invention qui repose sur un principe entièrement nouveau.
Selon l'invention, il ne faut pas, pour obtenir une basse teneur en soufre et une haute teneur en carbone dans la f onte et un bon rendement en manganèse dans le haut-fourneau, tâcher de faire un aggloméré autofondant mais au contraire un aggloméré dont le fondant, bien que contenant des éléments basiques,est considérablement plus acide que les laitiers habituels de hauts-fourneaux. On atteint la basicité nécessaire pour la désulfuration dans une phase ultérieure du traitement en usine lorsque le calcaire ajouté en morceaux à la charge entre en réaction avec le laitier à la température haute dans la partie plus basse du fourneau. Le laitier acide primaire formé dans l'aggloméré est très fluide et fortement réactif et il absorbe de grandes quantités d'oxydes de fer de l'aggloméré avec lequel il est en contact étroit.
Le fer du laitier est cependant rapidement réduit au contact étroit avec le coke et l'atmosphère réductrice, après quoi le laitier acide peut à nouveau réagir avec de nouvelles quantités d'oxyde de fer.
De cette manière, le processus de réduction dans le haut-fourneau commence à un stade initial et étant aussi accélérée la réduction est terminée plus tôt que dans les procédés habituels, ce qui donne un laitier final avec une pression d'oxygène plus basse. Comme conséquence de la basse pression d'o- xygène, le rapport [Mn] ,c'est-à-dire le rendement en manganèse, est ex- (Mn) ceptionnellement favorable et la teneur en carbone de la fonte est également élevée..
Aussi, la capacité d'absorption de soufre d'un laitier basique autrement donné dépend d'une manière décisive de la pression d'oxygène pourvu que la teneur en FeO soit basse, ce qui est le cas pour les laitiers basiques de hauts-fourneaux (voir Chipman Metal Progress, Décembre 1952) o La basse pression d'oxygène du laitier final provoque une augmentation du rapport ±si c'est-à-dire que la teneur en soufre dans le laitier augmente par rapport à la teneur en soufre dans la fonte comparativement aux procédés connusEn conséquence, la teneur en soufre de la fonte est exceptionnellement basse bien que la quantité du laitier et la basicité du laitier final soient normales.
Les avantages précités sont ainsi obtenus en mettant le minerai de fer, avant son chargement dans le haut-fourneau,. en contact étroit avec une matière de scorification de qualités particulières. La composition et la quantité de cette matière sont calculées, conformément à la présente invention,en tenant compte de la gangue du minerai de fer, tandis que l'on règle la composition du laitier final en ajoutant à la charge un fondant basique.
L'addition du premier fondant, destiné à réagir à un stade initial avec la gangue du minerai et les oxydes de fer, se réalise le plus opportunément conjointement à l'agglomération des minerais fins en fragments ou morceaux par un procédé tel que la "pelletisation",le frittage au four rotatif, le frittage au caisson basculant, etc... Ce fondant, ajouté à l'état finement broyé, consiste en partie ou entièrement en silicate tout prêts, par exemple en laitiers métallurgiques. Même si ces laitiers aussi bien que les fines de coke utilisées pour le frittage contiennent un certain pourcen- tage de soufre, on peut facilement préparer un aggloméré d'une basse teneur en soufre si l'on limite la dimension des grains des matériaux bruts à # 3 mm.
La composition du premier fondant doit être choisie de manière
<Desc/Clms Page number 3>
à donner au produit de la réaction avec la gangue du minerai de fer, un point de fusion assez bas et, en outre, de telle sorte qu'il devienne plus acide que le laitier final désiré, ce qui lui donne une capacité suffisante de dissoudre du FeO. Conformément à l'invention,le produit de la réaction doit, en ce qui concerne les composants les plus importants, c'est-à-dire le SiO2, l'Al2O3, et le CaO, se trouver à l'intérieur de la région A-B-C-
D-E-F indiquée dans le diagramme ternaire Da0-SiO2-Al2O3 représenté sur le dessin annexé.
Cette région se trouve à l'intérieur d'une zone limitée par les lignes de pourcentage correspondant à 5 % et 25% pour Al2O3, à 40 % et 66% pour SiO2 et à 18 % et 46 % pour CaO.
Sur le diagramme la région des laitiers basiques a également été indiquée au-dessous de la région précitée.
Les pourcentages des autres composants de scorification tels que le MgO, les alcalis et le TiO2 sont maintenus à leurs valeurs normales.
Il est évident que le but de la présente invention consiste à obtenir une meilleure désulfuration, un meilleur rendement en manganèse et une teneur en carbone plus élevée dans la fonte tout en gardant une basicité normale du laitier de haut-fourneau final au moyen d'un chargement qui permet de distribuer les fondants nécessaires d'une manière spéciale. Il est aussi bon de souligner ici qu'en faisant marcher le haut-fourneau conformément à l'invention, on peut même augmenter la basicité du laitier final sans compliquer la marche du fourneau. De cette manière, on obtient dans la fonte une teneur en soufre extraordinairement basse.
Conformément à la pratique habituelle, quand on fait réagir avec les oxydes de fer, un laitier fortement basique, on obtient une masse de fusion d'un caractère tel que, lorsque la réduction des oxydes de fer se poursuit, le point de fusion et la'viscosité du laitier augmentent, ce qui résulte en "la prise de la chaux" bien connue. Ce phénomène impose en conséquence une limite à la basicité du laitier.
On évite cet inconvénient grâce à la présente invention, conformément à laquelle on dissout les oxydes de fer dans un laitier plus acide dont la qualité est telle que le point de fusion et la viscosité décroissent lorsque la réduction du fer progresse. Le laitier final fortement basique ne se forme qu'à une phase ultérieure lorsque la réduction du fer'est assez avancée et lorsqu'il y a moins de risque d'une "prise de la chaux". En conséquence, on peut utiliser conformément au nouveau mode opératoire perfectionné un laitier final plus basique.
Voici un exemple tiré de la pratique:
1 ) En ajoutant aux minerais fins typiquement acides des fondants propres, on a obtenu un aggloméré de l'analyse suivante:
EMI3.1
<tb>
<tb> Si <SEP> 02 <SEP> = <SEP> 8,58 <SEP> %
<tb> Al2O3 <SEP> = <SEP> 2. <SEP> 84 <SEP> %
<tb> CaO <SEP> = <SEP> 5,19 <SEP> % <SEP>
<tb> MgO <SEP> = <SEP> 1,09%
<tb> Fe <SEP> = <SEP> 57.34 <SEP> %
<tb> Mn <SEP> = <SEP> 0,085 <SEP> %
<tb> P <SEP> = <SEP> 0,034 <SEP> %
<tb> S <SEP> = <SEP> 0,004%
<tb> Degré <SEP> d' <SEP> oxydation <SEP> = <SEP> 98,61 <SEP> % <SEP>
<tb>
La composition de la gangue de l'aggloméré était la suivante:
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
S'02% + Al. 3% + ao - 100 % i0 = 88% =51,7 % AIz 3 = 2 84 % 17 ,1 Calo = 5,19 = 31,2 %
EMI4.2
<tb>
<tb> 16,61 <SEP> % <SEP> = <SEP> 100,0%
<tb>
EMI4.3
Cette composition est indiquée sur le diagramme annexé Ca:>..si02AIz 3 par le point "peso
Pour le traitement métallurgique on a utilisé un coke citrant 1912 % de soufre.
2 ) La composition du laitier final de haut-fourneau, dont la quantité était de 400 kilos par tonne de fonteétait la suivantes
EMI4.4
Si02 = 29,92%
EMI4.5
<tb>
<tb> Al2O3 <SEP> = <SEP> 15,09%
<tb> GaO <SEP> 46,63%
<tb>
EMI4.6
:t.lgO µ 'µµlig
EMI4.7
<tb>
<tb> MnO <SEP> = <SEP> 0,21 <SEP> %
<tb> S <SEP> = <SEP> 3 <SEP> ,05 <SEP> % <SEP>
<tb>
3 ) L'analyse de la fonte obtenue était:
EMI4.8
<tb>
<tb> C <SEP> 4,43
<tb> Mn <SEP> 0 <SEP> ,84 <SEP> %
<tb> Si <SEP> 2,86 <SEP> %
<tb> P <SEP> 0,064 <SEP> %
<tb> S <SEP> = <SEP> 0,008 <SEP> %
<tb>
Par conséquent, on peut calculer les facteurs suivants
EMI4.9
Teneur en soufre du Laitier ¯¯ iS) ¯ à 805 = 3 Teneur en soufre de la fonte CS1 0,008 Quantité de manganèse dans la fonte 0 g4a100(7alOQel29 := 8r4 kgs Quantité de manganèse dans le laitier 1e0 y21a400 E7 965 kg correspondant à un rendement en manganèse de
EMI4.10
8.4.100 - 93 8,4 + 0,65 '
Il a été possible de maintenir la teneur en soufre,en marche continue au-dessous de 0,006% et dans certains cas même de l'abaisser à = 0,003%.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.