BE565449A - - Google Patents

Description

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   Pour éliminer aussi complètement que possi- ble le soufre, par exemple du fer, et pour éliminer aussi complètement que possible l'oxygène de nombreux métaux, on a déjà proposé, essayé et appliqué techniquement de nombreux agents désulfurants et réducteurs. Les dernières quantités de soufre et d'oxyde sont généralement solubles dans le métal 

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 dont il s'agit, et sont de plus en plus difficiles é réduire à mesure qu'elles se diluent davantage. Etant donné que les exigences concernant l'absence de soufre et d'oxygène dans les métaux augmentent constamment à mesure que la technique se développe, l'effet réalisé antérieurement avec les moyens connus est insuffisant pour de nombreux usages. 



   L'invention a pour objet un procédé pour élimi- ner le soufre et l'oxygène des métaux qui consiste à traiter le métal à purifier, à l'état liquide, par le monofluorure de calcium. 



   L'invention permet de diminuer la teneur en soufre et en oxygène des métaux de façon plus poussée qu'iL n'est possible d'y parvenir avec les procédés usuels antérieu- rement, car le monofluorure de calcium est un réducteur qui a une affinité extrêmement grande pour le soufre et l'oxygène, et peut être manié si facilement que son utilisation n'est pas limitée à une méthode spéciale de mise en oeuvre. 



   On peut obtenir par exemple le monofluorure de calcium en faisant réagir le spath fluor sur le calcium à des températures de 800 C et au-dessus, voir "Zeitschrift fïr anorganische Chemie",   47,   (1905), 353/70, 354, 363,5, même revue 61, (1909), 54/90,   81/90   et même revue 78 (1912),   239/44.   



   On peut aussi l'obtenir par électrolyse du spath fluor dans des cellules à diaphragme, où le monofluorure   de calcium se forme avec dégagement de fluor ; mieux, par   électrolyse de mélanges de spath fluor et d'autres composés, tels que CaO ou   CaC12,   parce que la séparation de CO (lors- qu'on utilise des anodes en charbon) ou de C12 se fait plus facilement. 

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   On peut encore paginer d'autres méthodes de préparation dans lesquelles, en présence de CaF2, il se forme ou pourrait se former du Ca comme intermédiaire, par exemple une réaction thermique entre des mélanges de spath fluor et      de CaO et des réducteurs forts, tels que Al ou CaC2 ou le sili-   cium.   



   Le monofluorure de calcium est un corps homo-   gène,   non métallique, solide à la température ambiante, qui fond au-dessus de 1300 C et qui ne donne une pression de vapeur appréciable qu'au-dessus de   1750 C.   Ce composé est si stable à l'air que l'on peut l'utiliser à l'état solide comme à l'état liquide sans mesures spéciales de protection, par exemple', dans les conditions de coulée de l'acier en poches chauffées au rouge, sans qu'il s'oxyde fortement et sans qu'il brûle.

   Il réagir sur des sulfures et des oxydes suivant   l'équa-   tion 
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Si la quantité de CaF utilisée ne suffit pas à convertir complètement le sulfure et l'oxyde en même temps, le soufre est éliminé du métal de préférence à l'oxygène, mais par contre le soufre et l'oxygène sont tous deux éliminés lorsqu'on traite le métal fondu par un excès de CaF. 



   Par cette dernière forme de réalisation du procédé suivant l'invention, on arrive à abaisser la teneur du métal en soufre jusqu'en dessous de la limite actuelle de   -docilement   analytique. Il en est de même pour la teneur en oxygène dans tous les métaux et alliages qui, de façon analo- gue aux aciers, aux alliages de cuivre et d'aluminium, peu- vent être travaillés à l'air à l'état fondu ; dans les métaux 

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 qui, comme' le' titane, ne peuvent être chauffés à la tempéra- ture de fusion que sous vide ou sous un gaz rare, il reste un résidu d'oxygène, encore décelable à   l'analyserais'très   faible. 



   Suivant l'invention, on peut aussi utiliser des produits qui s'écartent de la stoechiumétrie du CaF; on peut obtenir de tels produits en refroidissant des masses, fondues contenant un excès, soit de Ca, soit de CaF2. 



   Si le monofluorure de calcium a été préparé techniquement à partir de matières premières impures, il ne com- prend par exemple que 80% de CaF; mais on a trouvé que les impu- retés, formées principalement d'oxygène, de carbone, d'hydrogène, de silicium, d'aluminium et de fer, n'altèrent pas nécessaire-. ment l'efficacité de ce sous-halogénure. Par contre, des impu- retés peuvent avoir un effet positif; par exemple, l'abaisse-   @   ment du point de fusion provoqué par des impuretés est avanta- geux pour la désulfuration de la fonte brute, notamment lorsque celle-ci est relativement froide (environ   1200 C   ou encore en dessous).

   En outre, la tendance connue à la dismutation du CaF, qui entraîne une augmentation du grillage et des autres   phéno,   mènes de décomposition en vertu des propriétés du calcium mé- tallique, est diminuée par des impuretés, notamment CaC2. 



   Aux températures de travail de l'acier fondu, on obtient en outre un avantage spécial, à savoir que le ré- ducteur, ainsi que les produits réactionnels formés de fluoru- res, oxydes et sulfures, sont fluides, insolubles dans le mé- tal, et de faible densité, et que par suite ils passent rapide- ment et complètement dans les scories. 



   La réaction des corps contenant le monofluoru- re sur les métaux peut être conduite dans les conditions de travail les plus simples, par exemple par addition dans une 

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 poche de coulée, etc. En outre, bien entendu, on peut aussi appliquer des méthodes telles que le brassage dans un tam- bour tournant, ou l'insufflation d'un courant de gaz, ou simplement l'agitation des corps à faire réagir au moyen d'un courant de gaz (par exemple H2, N2, CO, Ar), ce qui est plus compliqué, mais en revanche plus économique quant aux agents chimiques. 



   EXEMPLE 1 
On fait fondre 5 kg de fonte brute au four   @   à induction, et on surchauffe à 1500 C. Au moyen d'une cuil- ler, on prélève un échantillon pour détermination du soufre, Puis, on ajoute 100 g de monofluorure de calcium fritté, et en l'espace de 5 minutes, on remue à cinq reprises avec une tige de graphite. Au bout de la cinquième minute, on prélève à nouveau un échantillon pour déterminer la teneur en soufre. 



  Les analyses donnent teneur initiale en soufre : 0,094% S teneur finale en soufre après la traitement . 0,0165% S ce qui correspond à une diminution de 82,4% de la teneur en soufre. 



   EXEMPLE II 
Dans des conditions de travail par ailleurs semblables, on surchauffe 5 kg de fonte brute à 1600 C, et on traite avec 100 g de monofluorure de calcium fondu. Les analyses donnent : teneur initiale en soufre : 0,086% S teneur finale en soufre après le traitement :   0,0125%   S,      soit une diminution de 85,4% de la teneur en soufre. 

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   EXEMPLE 3 
Dans des conditions de travail par   ailléurs   semblables, on surchauffe 5 kg de fonte brute à   1700 C   et on traite avec 100 g de monofluorure de calcium fritté. Les analyses donnent : teneur initiale en soufre :   0,0955%   S, teneur finale en soufre après le traitement   0,007%   S, soit une diminution de   92,7%   de la teneur en soufre. 



   EXEMPLE 4 
Dans des conditions de travail par ailleurs semblables, on surchauffe 5 kg de fonte brute à   1750 C,   et on traite avec 150 g de monofluorure de calcium fondu. Les analyses donnent : teneur initiale en soufre : 0,083% S, On ne peut plus déceler de teneur finale en soufre après le traitement. 



   EXEMPLE 5 
Tout en faisant arriver 25 t de fonte brute dans la poche de coulée, on y ajoute 300 kg de monofluorure de calcium fondu. Les analyses donnent :   teneur initiale en soufre : 0,070% S,, teneur finale en soufre après le traitement : 0,022% S,   soit une diminution de 68,5% du soufre. 

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   EXEMPLE 6 
Tout en faisant arriver 30 t de fonte brute dans la poche de coulée, on y ajoute 300 kg de monofluorure de calcium fondu. Les analyses donnent : teneur initiale en soufre   0,025%   S, teneur finale en soufre après le traitement 0,008% S, soit une diminution de 68% du soufre.

Claims (1)

1. RESUME @ L'invention a pour objet un procédé pour éliminer le soufre et l'oxygène des métaux, qui consiste à traiter le métal à l'état liquide par le monofluorure de calcium.