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Dans le brevet principal-, on a décrit un procédé qui permet de réaliser la désiliciation et la désulfuration de la fonte au cours d'une seule opération, en traitant la fonte par un laitier de composi- tion convenablement calculée et composé d'éléments désulfurants basi- ques tels que chaux, magnésie, etc... et d'oxydes métalliques, essentiel- lement d'oxydes de fer et/ou de manganèse, et éventuellement de corps fluidifiants tels que spath-fluor. Au cours de ce traitement, le silicium de la fonte réduit d'abord la plus grande partie des oxydes métalliques, et le laitier,de composition ainsi modifiée, devient désulfurant à l'égard de la fonte, si bien qu'en prolongeant l'opération, on obtient une désulfuration importante.
Les éléments constitutifs du laitier désulfurant peuvent être chargés ensemble ou séparément, à l'état fondu ou à l'état solide.
Lorsqu'on charge ces éléments à l'état fondu, on a l'avantage que la température finale de la fonte est plus élevée, ce qui permet d'employer des laitiers plus riches en chaux, donc moins fusibles, mais aussi d'un pouvoir désulfurant plus élevé. Ce mode de réalisation a, en revanche, l'inconvénient d'exiger le recours à un four de fusion du laitier.
Dans un premier brevet de perfectionnement, on substituait, à l'adjonction de tout ou partie des oxydes de fer ou de manganèse, l'in- sufflation d'air ou d'un gaz oxygéné en quantité correspondant à la combustion de tout ou partie du silicium que l'on se propose d'éliminer de la fonte. L'opération était prévue en deux stades: un premier stade d'insufflation d'air ou d'un gaz oxydant amenant la formation dans le bain d'oxydes de fer et de manganèse, et un deuxième stade de brassage des oxydes avec le bain de façon à provoquer leur réduction par le sili- cium et l'oxydation de ce dernier.
Ce mode opératoire permet, grâce à la chaleur dégagée par la combustion des éléments oxydables de la fonte, de se dispenser de la fusion préalable des éléments constitutifs du laitier, mais à l'inconvénient d'exiger l'insufflation d'air ou de gaz oxygéné.
Le procédé qui fait l'objet de la présente addition, dûe aux travaux de Monsieur René PERRIN, consiste à introduire dans les éléments constitutifs du laitier des corps susceptibles de réagir soit entre eux, soit sur d'autres éléments présents ' dans la fonte, et choisis de façon à provoquer un dégagement de chaleur particulièrement important, de façon à élever notablement la température;des produits de la réaction et des autres éléments du laitier,et même 1 éventuellement à les amener à la température de la fonte.
En choisissant convenablement les corps réagissant et les autres éléments du laitier, on peut faire en sorte que la composition du laitier obtenu après réaction soit celle d'un laitier fondu à la température de la fonte et suffisamment basique pour être doué d'un pouvoir désulfurànt convenable. @
On peut, par exemple, pour constituer le laitier initial, remplacer, dans:
la composition d'un laitier correspondant au procédé qui fait l'objet du brevet principal, en tout ou en partie, les oxydes de fer et/ou de manganèse, par un ou plusieurs oxydants énergiques tels que le nitrate de sodium, le percarbonate de sodium, le nitrate de calcium, le peroxyde de calcium, etc... susceptibles de dégager la même quantité d'oxygène que les dits oxydes et de brûler, par conséquent, la même quantité de silicium, et de fournir en même temps une quantité de chaleur élevée. L'emploi d'oxydants 'énergiques contenant du calcium ou du sodium présente l'avantage d'introduire, dans le laitier final, de la chaux ou de la soude, dont les effets sont favorables tant du point de vue de la fusibilité que du point.de vue du pouvoir désulfurant.
On peut aussi conserver, dans la composition du laitier initial, tout ou partie des oxydes métalliques (oxyde ferreux, oxyde manganeux) prévus dans le brevet principal, ou les remplacer par des oxydants peu énergiques tels que l'oxyde ferrique, mais en incorporant au dit
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laitier initial l'ensemble d'un oxydant énergique, tel que l'un des composés cités à l'alinéa précedent et d'un réducteur énergique(silicium, aluminium...) n'intervenant pas directement dans la désiliciation, mais susceptibles, par réaction mutuelle, de dégager une quantité de chaleur nettement plus grande que celle qui résulterait de la seule réaction du silicium du bain sur des 'oxydes ferreux ou manganeux.
Cette quantité de chaleur sert à provoquer la fusion des autres éléments du laitier dès le début de l'opération.
Le procédé, objet du présent perfectionnement, a donc l'avantage de dispenser de l'emploi d'un four auxiliaire de fusion de laitier ou d'un dispositif d'insufflation d'air ou de gaz oxygéné. Il sera réalisé avantageusement en disposant, par exemple, dans un mélangeur rotatif la fonte à désilicier et à désulfurer et en ajoutant dans cette fonte les éléments convenablement calculés du laitier initial. Ces derniers pourront d'ailleurs être ajoutés séparément ou après avoir été pulvérisés, mélangés et comprimés sous forme d'agglomérés.
On peut également disposer les éléments du laitier séparément ou ensemble, par exemple sous forme d'agglomérés, dans le fond d'une poche de coulée et verser sur eux la fonte liquide. Il faudra toutefois éviter alors, le cas échéant, que le dégagement gazeux produit éventuel-: lement par la réaction qui s'amorce dans le laitier ne provoque des projections de fonte liquide ou de débordement de celle-ci hors de la poche.
De toutes façons, quel que soit le mode d'application du procédé faisant l'objet de la présente invention, l'ensemble des éléments d'addition est calculé de telle manière qu'après la réaction et compte tenu de la silice produite par l'oxydation du silicium et des oxydes provenant de l'oxydation d'autres réducteurs éventuellement ajoutés, et compte tenu de la chaux ou de la soude ou des autres bases produites par la décomposition de l'oxydant, il se forme un laitier désulfurant et fondu à la température de la fonte,
Les exemples qui suivent:permettront de mieux comprendre l'éxécution du procédé ci-dessus décrit:
EXEMPLE I
Dans un mélangeur rotatif à garnissage basique on a introduit 25 tonnes d'une fonte liquide de composition:
EMI2.1
<tb>
<tb> C <SEP> ............ <SEP> ou*. <SEP> 3,65%
<tb>
EMI2.2
Si oecou..oooo...O82%
EMI2.3
<tb>
<tb>
<tb>
EMI2.4
Mn .............. 0,44% S .,oeo..,,e.eoo..*o,06$ p oo,paooaoo..oeo. , 1 8±µ à une température d'environ 1.390 C.
On se proposait d'abaisser de 0,3 % environ la teneur en silicium et de provoquer, en même temps, la formation d'un laitier de composition :
EMI2.5
S102" ........... 34% CaO aoeooa,oeaooo 48$ A1203 ............ 2a CaF2 ............ 4% choisi parce que joignant à une fusibilité acceptable un bon pouvoir.de- sulfurant.
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L'élimination de 0,3 % de silicium sur 25 tonnes de fonte suppose la combustion de 75 kg de silicium donc l'absorption de 75 x 32 = 85,7 kg d'oxygène et la formationde 75 + 85,7 = 160,7 kg de si- 28 lice. On avait décidé d'utiliser comme oxydant le nitrate de calcium dont 164 kg sont susceptibles de libérer 80 kg d'oxygène. Il en fallait donc en principe 85,7 x 164 = 175,7 kg.
80
On a tenu compte toutefois d'un rendement d'utilisation de l'oxygène d'environ 2/3, valeur résultant d'expérience antérieures, et on a décidé d'introduire 175,7 x 3/2 = 260 kg environ de nitrate de calcium.
La constitution du laiter désulfurant choisi supposait, d'autre part, l'addition aux 160,7 kg de silice formés, des quantités de chaux, d'alumine et de spath-fluor suivantes:
EMI3.1
chaux .................. i160 x f =227 kg 34 alumine ................ 16o,7 = 14 = 66 kg
EMI3.2
<tb>
<tb> 34
<tb>
EMI3.3
spath-fluor .............160,7 x 11 = 19 kg
EMI3.4
<tb>
<tb> 34
<tb>
Or, la décomposition de 260 kg de nitrate de calcium libère 260 x 56 = 89 kg de chaux; il suffisait donc d'ajouter 227 - 89 = 138 kg
164 de chaux. Il fallait tenir compte toutefois de la chaux introduite comme impureté par les autres constituants du laitier, ce qui conduisait à diminuer un peu la quantité de 138 kg trouvée.
En définitive, on a ajouté environ 500 kg de briquettes agglomérées , de 20 à 25 kg chacune, d'un mélange de composition:
EMI3.5
<tb>
<tb> nitrate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 52 <SEP> %
<tb>
EMI3.6
chaux ................... 26 %
EMI3.7
<tb>
<tb> alumine <SEP> ................. <SEP> 13 <SEP> %
<tb> spath-fluor <SEP> ............. <SEP> 4 <SEP> %
<tb>
Apres l'addition on a laissé tourner le mélangeur pendant trois minutes,puis laissé décanter pendant trois nouvelles minutes.
Le laitier surnageant avait comme composition:
EMI3.8
Si02 oooeeoooeooeooeooooo.32 /¯b CaO O..COOOQ.OOO.OO.400 45 A1203 ...................13 CaF2....04..0.0.oo..ococ 3,9% FeO soeeoeeeoaoeooeooeoe le! % MnO o o e o 0 o e e o e o 0 o e o o a o 0 0 1,0 eseooeoooooooeoooeeoooo le6
La teneur en silicium du métal était descendue à 0,52 %; la teneur en soufre à 0,03; les autres éléments n'avaient pas sensiblement varié, à l'exception du manganèse, dont la teneur s'était légèrement abaissée à 0,35%.
La température de la fonte s'était élevée d'environ 50 C.
EXEMPLE 2.-
Dans un mélangeur rotatif à garnissage basique, on a introduit 20 tonnes de fonte de composition:
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EMI4.1
C a o 0 o a o 0 0 0 o a o o . a o 3) 86 % Si ooo.0.00.0.9 ... z Mn ................ 0,55 % ooooooaoeooooo0o 0,08 % p poeaooeooooo0000 .1..06/. /? puis on a ajouté environ 500 kg de briquettes agglomérées de composition:
EMI4.2
<tb>
<tb> nitrate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 40 <SEP> %
<tb> chaux <SEP> ............. <SEP> 45 <SEP> %
<tb> alumine <SEP> ............ <SEP> 12 <SEP> %
<tb>
Il s'est formé un laitier final de composition:
EMI4.3
SiO2 ........... 28 % CaO .............. 45 % Al203 ............ 12 %
EMI4.4
<tb>
<tb> Na2O <SEP> .............. <SEP> 9 <SEP> %
<tb>
EMI4.5
FeO ............. 1,0 % MnO ............. 0,9 % OOOOGOOooo.ooooo 1.,7 % Le silicium du métal s'était abaissé à 0,49 % et le soufre à 0,035%.
EXEMPLE 3.-
Dans un mélangeur rotatif à garnissage basique on a introduit 25 tonnes de fonte liquide de composition:
EMI4.6
C .ooo..eooeo..oe.. 3,84 z* Si ................ 0,81 % Mn ................ 0,56 %
EMI4.7
<tb>
<tb> S <SEP> ................. <SEP> 0,07 <SEP> %
<tb>
EMI4.8
P ................. 1,85 % puis on y a ajouté 970 kg d'agglomérés de composition :
EMI4.9
Fe 203 ooaoooaooooaooo 28 % CaO o 0 0 0 o a o 0 0 0 0 0 0 0 32 % .ew? o o v o o a ô 0 o e v o e e o 10 % CaF2oo000.0.40..0..oo (N03J2 Ca ........... 12
EMI4.10
<tb>
<tb> Ferro-silicium
<tb> à <SEP> 50 <SEP> % <SEP> ............... <SEP> 10 <SEP> %
<tb>
Après trois minutes de brassage et deux minutes de décantation le laitier formé avait comme composition:
EMI4.11
<tb>
<tb> SiO2 <SEP> ................ <SEP> 34 <SEP> %
<tb>
EMI4.12
CaO ................. 4.5 % Al2O3 ................ 12 % CaF 2 sooooasaosoeoooe 3,8 %
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EMI5.1
fer OOaeOOOOOOO É FeO ............ 1,2 %
EMI5.2
<tb>
<tb> S <SEP> ............ <SEP> 1,5 <SEP> %
<tb>
La teneur en silicium du métal était descendue à 0,50 %; sa teneur en soufre à 0,025; sa teneur en manganès à 0,53 ; les autres éléments n'avaient pas sensiblement changé. La température du métal s'était élevée à 30 C environ.
REVENDICATIONS.
La présente invention a pour objet:
1) Un perfectionnement, apporté au procédé de désiliciation et de désulfuration de la fonte décrit dans le brevet principal et dans son premier brevet de perfectionnement, qui consiste à opérer de la façon suivante: a) On fait agir sur la fonte liquide des éléments susceptibles de conduire à la formation d'un laitier désulfurant, à l'exception d'une quantité de silice correspondant à la teneur en silicium que l'on se propose d'éliminer de la fonte,et une quantité d'un ou plusieurs oxydants capables, d'une part d'oxyder'le silicium que l'on se propose d'éliminer, d'autre part de fournir par réaction sur le silicium ou)sur un autre réducteur'énergique ajouté,à cet effet,
une quantité de chaleur nettement supérieure à celle qui résulterait de la seule réaction du silicium du bain sur desoxydes ferreux ou manganeux. b) On assure en même temps, par un brassage énergique, le mélange intime de la fonte avec le dit laitier.
2) dans un tel procédé, les caractéristiques complémentaires suivantes, prises ensemble ou séparément: a) La totalité ou une partie seulement des éléments du laitier désulfurant, du ou des oxydants et éventuellement du réducteur énergique, peuvent être préalablement pulyérisés, mélangés et agglomérés. b) L'oxydant énergique mis en oeuvre contient du calcium. c) L'oxydant énergique mis en oeuvre contient du sodium.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.