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La présente invention se rapporte au traitement. du fer fondu ec plus particulièrement à l'affinage du fer par traitement à l'état fondu avec un jet ou projection d'oxygène.
Le fer fondu provenant du four de fusion ou haut fourneau contient normalement des teneurs considérables de ' silicium et de phosphore et,dans le cas où le fer doit être ultérieurement affiné au four à sole, au convertisseur ou au four électrique, il est avantageux de réduire ces teneurs afin de diminuer le volume de laitier que l'on doit manipuler au cours de l'affinage ultérieur.
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Il est bien connu que l'on peut désilicier le @ fer en traitant le fer fondu avec de l'oxygène avant de l'introduire dans le four à sole, le four électrique ou le convertisseur, en ayant recours à ùn jet d'oxygène.
Bien que ce procédé soit efficace pour réduire la teneur du silicium dans le fer, il n'a pas d'influence appréciable sur le teneur -en phosphore, et il est encore nécessaire d'éliminer ce dernier séparément au cours de l'affinage ultérieur effectué dans le four à sole, le con- vetisseur ou le four électrique,
La présente invention se propose de fournir un procédé de traitement du fer avec de l'oxygène qui'réduise simultanément sa teneur en silicium et sa teneur en phos- 'phore.
Conformément à la présente invention, un procédé destiné à réduire simultanément les teneurs en silicium et en phosphore du fer avent son affinage ultérieur. con- . siste à traiter le fer fondu avec de l'oxygène en présence d'un agent de dépho'sphoration dans un récipient à garnis- sage acide, la température du fer fondu étant maintenue dans la game allant'de 1250 à 1400 C. t'agent de déphos- phoration préféré est la soude carbonatée..
En opérant de cette manière, on peut éliminer si- multanément le silicium et le phosphore. On a constaté que l'élimination du phosphore devient effective une fois que la teneur en silicium a été réduite à une valeur qui est de 1,5 % environ pour une température de 1250 C, et qui s'abaisse au-dessous de? 0,5% lorsque la température' s'élève au-delà de 1400 C.
Le fer fondu peut être contenu dans n'importe quel récipient convenable pourvu d'un revêtement acide. Par suite de la température basse à laquelle on met en oeuvre
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le procède, le 1?itier de soude carbonatée n'attaque pas la revêtement de façon importante.
On peut réaliser par différents procédés les con- ditions de réaction donnant une température sensiblement constante.
(a) On peut réduire le débit d'oxygène à une valeur qui soit telle que la quantité de chaleur gagnée par oxyda- tion soit largement compensée par les pertes de chaleur, ou bien on peut couper le débit de temps pour en temps pour obtenir le même effet ; ce procédé présente l'inconvénient que la réduction du débit d'oxygène peut ralentir consi- dérablement la réaction d'oxydation, et que l'on gaspille de la chaleur dont on pourrait faire usage pour consommer des produits d'addition utiles tels que des riblons et du minerai de fer.
(b) On peut diluer le cousant d'oxygène, soit à l'aide d'un gaz inerte, par exemple, en faisant usage d'air enrichi par l'oxygène, soit,de préférence, à l'aide d'un courant d'anhydride carbonique qui-réagit de façon endothermique avec le bain et absorbe ainsi, au moins une partie de la quantité de chaleur dégagée par l'oxydation.
(c) On peut distribuer de Taon continue la soude carbonatée dans le bain métallique..
(Ci) On peut alimenter le bain de façon continue en riblons ou en minerai de fer.
On peut avoir recours à ces divers procédés indé- pendamment les uns des autres ou à toute combinaison con- venable de ces différents procédés.
Cn peut réaliser l'addition de soude carbonatée dans le récipient de 'Le-or- intermittente en une ou plu- .sieurs séparées, ou bien selon une variante,
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on peut la répartir de façon continue au moyen du courent d'oxygène. D'une manière semblable, si sela est nécessaire, on peut éliminer le laitier formé de façon intermittente pendant toute la durée du traitement.
Un avantage supplémentaire de la présente inven- tion résidedans la fait que, par suite de la basse tempé- nement rature, utilisée en fonction, la quantité de fumée formée est diminuée par rapport à celle qui se produit dans une opération notmale tendant à désilicier le fer, et la con- sommation en jet d'oxygène est également réduite.
Le procédé de la présente invention'produit un fer à faible teneur en silicium et en phosphore.qui est par excellence apte à subir un affinage ultérieure dans le four à soie, le four électrique ou le convertisseur, avec une productivité accrue du fait de la réduction de la charge métallurgique.
Il faut que la teneur initiale en carbone du fer utilisé soit aussi élevée que possible afin de per- mettre l'application de bosses températures pour les fai- bles teneurs finales en silicium et en phosphore sans ris- quer de solidifications du métal. D'une façon semblable, l'élimination du silicium et du phosphore ne doit pas être poursuivie au-delà du point où cette élimination rend le métal susceptible de se solidifier.
Les résultats expérimentaux qui suivent sont pré- sentés à titre illustratif des résultats qu'il est possi- ble d'obtenir par le procéda que l'on vient de décrire, mais on comprendra, toutefois, que ces résultats ne sont donnés qu'à titre illustratif et non à titre limitatif . de la présente invention.
On coule d'un haut fourneau un fer à teneur élevée
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en phosphore et en silicium( 2,77 % Si ; 1,12 % P) et on lui fait subir un traitement initial tendant à le desili- cier à l'acide d'un jet d'oxygène, sans addition ' de laitier et avec un débit d'oxygène de 4,5 m3/mn et par tonne jsus- qu'à ce que. la teneur en silicium soit réduite à 1,72 %.
On maintient la température au-dessous de 1350"Ç. Il ne se produit aucune modification importante des teneurs en carbone et en phosphore.
On pèse ensuite la fonte (66 kg) et on y ajoute 0,9 kg de soude carbonatée. On réalise pendant minutes et demie un soufflage avec un jet d'oxygène dont le débit est de 0,23 m3/mn.. On élimine ensuite le laitier,' ou ajoute une quantité supplémentaire de 0,9 kg de soude carbonatée et on continue le soufflage pendant encore 2 minutes et demie. On effectue en tout quatre opérations de soufflage de cette manière, On choisit le débit d'oxy- gène de manière à ce qu'il donne un faible dégagement de chaleur dans le métal, du fait que les pertes de chaleur élevées compensent largement la quantité de chaleur déga- gée par l'oxydation. D'un bout à l'autre deu soufflage, la @ température est comprise entre 1250 et 1350 C.
Le produit final a une teneur en silicium de 0,01 % et une teneur en phosphore de 0,40 %.
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The present invention relates to treatment. molten iron ec more particularly to the refining of iron by treatment in the molten state with a jet or spray of oxygen.
The molten iron from the smelting or blast furnace normally contains considerable levels of silicon and phosphorus and, in the event that the iron is to be further refined in a hearth furnace, converter or electric furnace, it is advantageous to reduce these contents in order to reduce the volume of slag that must be handled during the subsequent ripening.
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It is well known that the iron can be desilicated by treating the molten iron with oxygen before introducing it into the hearth furnace, electric furnace or converter, using an oxygen jet. .
Although this process is effective in reducing the content of silicon in iron, it has no appreciable influence on the content of phosphorus, and it is still necessary to remove the latter separately during the subsequent refining. carried out in the deck oven, convector or electric oven,
The present invention sets out to provide a method of treating iron with oxygen which simultaneously reduces its silicon content and its phosphorus content.
In accordance with the present invention, a process for simultaneously reducing the silicon and phosphorus contents of iron before its subsequent refining. con. sists in treating the molten iron with oxygen in the presence of a dephosphoric agent in an acid-packed vessel, the temperature of the molten iron being maintained in the range of 1250 to 1400 C. t ' preferred dephosphoric agent is carbonated soda.
By operating in this way, silicon and phosphorus can be removed simultaneously. It has been found that the removal of phosphorus becomes effective once the silicon content has been reduced to a value which is about 1.5% at a temperature of 1250 C, and which drops below? 0.5% when the temperature rises above 1400 C.
The molten iron can be contained in any suitable container provided with an acid coating. As a result of the low temperature at which we use
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The first step of carbonated soda does not significantly attack the coating.
The reaction conditions giving a substantially constant temperature can be achieved by various methods.
(a) The oxygen flow can be reduced to a value such that the quantity of heat gained by oxidation is largely compensated by the heat losses, or the flow can be cut off from time to time to obtain the same effect; This process suffers from the disadvantage that reducing the oxygen flow rate can slow down the oxidation reaction considerably, and that heat is wasted which could be used to consume useful adducts such as scrap and iron ore.
(b) The oxygen sewing can be diluted, either with the aid of an inert gas, for example, using oxygen enriched air, or, preferably, with the aid of an inert gas. carbon dioxide stream which endothermically reacts with the bath and thus absorbs at least part of the amount of heat released by the oxidation.
(c) Carbonated soda can be distributed from continuous Taon into the metal bath.
(Ci) The bath can be fed continuously with scrap or iron ore.
These various methods can be used independently of each other or any suitable combination of these different methods.
The addition of carbonated soda to the intermittent gold container can be carried out in one or more separate ones, or alternatively,
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it can be distributed continuously by means of the flow of oxygen. In a similar manner, if necessary, the slag formed can be removed intermittently throughout the treatment.
A further advantage of the present invention lies in the fact that, as a result of the low temperature used in operation, the amount of smoke formed is reduced compared to that which occurs in a particular operation tending to disilicate the smoke. iron, and oxygen jet consumption is also reduced.
The process of the present invention produces an iron with a low silicon and phosphorus content, which is par excellence suitable for subsequent refining in the silk kiln, electric kiln or converter, with increased productivity due to the reduction of the metallurgical load.
The initial carbon content of the iron used should be as high as possible in order to allow the application of temperature bumps for the final low silicon and phosphorus contents without risking solidification of the metal. Similarly, the removal of silicon and phosphorus should not be continued beyond the point where this removal makes the metal susceptible to solidification.
The experimental results which follow are presented by way of illustration of the results which it is possible to obtain by the procedure which has just been described, but it will be understood, however, that these results are given only by way of illustration and not by way of limitation. of the present invention.
High-grade iron is poured from a blast furnace
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phosphorus and silicon (2.77% Si; 1.12% P) and is subjected to an initial treatment tending to desili- cate it with the acid of an oxygen jet, without the addition of slag and with an oxygen flow rate of 4.5 m3 / min and per tonne up to that. the silicon content is reduced to 1.72%.
The temperature is maintained below 1350 ° C. No significant change in carbon and phosphorus contents occurs.
The cast iron (66 kg) is then weighed and 0.9 kg of carbonated soda is added to it. Blowing is carried out for minutes and a half with an oxygen jet, the flow rate of which is 0.23 m3 / min. The slag is then removed, 'or an additional quantity of 0.9 kg of carbonated soda is added and the process continues. blowing for another 2 and a half minutes. A total of four blowing operations are carried out in this way. The oxygen flow rate is chosen so that it gives a low release of heat in the metal, since the high heat losses largely compensate for the quantity. of heat released by oxidation. From one end to the other of the blowing, the temperature is between 1250 and 1350 C.
The final product has a silicon content of 0.01% and a phosphorus content of 0.40%.