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PROCHE D'AFFINAGE DES FONTES
On sait que les différents procédés d'affinage de la fonte consistent essentiellement à brûler le carbone contenu dans la fonte et à scorifier les impu- roté qu'elle contient), notamment le silicium, le soufre et le phosphore. Selon une pratique courante, on constitue à la surface des bains de métal fondu un laitier basique au moyen d'apports de chaux dont l'action désulfurante et déphosphorante est bien connue.
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malgré leurs t".'. t n phophdre xa ' contes h6matïtes sxigétit, pour leur désulfuratltm, d'Importante dé chaux.
Pour obtenir un laitier ' ' -liquide on est alors ardond à oxyder une certains quantité do fer qui passe dane la Scorie sous forme dP6xyde ferreux et en augmente la ±tiàitoiiit<±* Cette goopittaatlon ûu' fôf entraîne des pertes de métal qui ne sont pas n6gligeablog.et lorsqu'on veut
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constituer de grandes Quantités de laitier tout en'
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limitant ces pertes do fer on Ajoute iux sucrier des fondants COMMO par exespla de Illumine ou du Spath- fluor* #-" Lo but do la pr4dnta iV fttioti d>améliorer la.. d4phoophoratton et la dc.'1ïüxu.an des fortes .;
3.üaa en augmentant la quantité de, chez liq.u<sf ii$ à la surface du bain, tout eh limitant le peitteà da fôr pur 1
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laitier*
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A et effet* la présente invention, a pour abd ' un procéda de conversion des fontés, d>eriziage, on une 'ou plusieurs phased, daild lequel te bonstituë à la surface du bairi Mjtalliq.ue 'un laitier # ëiliûéux i*lche en choux, procède ;br 1x te que pour constituer' tel laitier, oit ajouté dn.gxmY ria,. n. d'affinage..
#. , # # #.'##> des et4mentâ comportant doîpadidd t.tan.c;ue avantageux, se-aent un titnat lilill exemple d9 l'ilménite, en - Quantité telle que là teneur 'du laitier on '2io2 soit comprise entre 5 et H0%t %* invention peut gainent ooaporter l*une ou l'autre deë arat3.,u suivanteà t
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a) on insuffle dans la fonte un gaz oxydants, en
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particulier de l'oxygène techniquement pur, et on opère en deux phases ;
on constitue un premier laitier 1lio8UX riche en chaux et contenant Ti() et on Maintient ce premier laitier à la jsuyfaoé du bain de fer aussi longtemps que la. teneur on carbone audit "bain de fer est supérieure à, une valeur des ivèe et après interruption de J,* tâtU&$? t . on déarasfio ee pneniay la'{.t.e qui est paúv1'':i' &n fer et on ajouta de pouveau de la chaux et dem élément comportant de 1* acide tttan1quâ, ,on termine 'affinage ett 8VAgeu. sement, on conserve dans ,6oP1nt d>attîn4gey pour 1a charge sqven90 OQ deuxième laitier qui contient e2lse tielement PaOs T10e et ?eQ* b) on opore en deux,phasas et on constitue un premier initier gil:
\.Qonnqq\\e pauvre n FeO, mais riche en 81 2' provenant du s11tc do la tpntep on interrompt l'affinée après popification du silicium niorp que la1 fcetteur" du bain en onpbone est eneore''6,lévâe et on dlçpamoe ce laitier aicoçnio1que; on apnoitue un deuxibrae aier par un nouvel apport de chaux et une addition d*t5lc'm<5nt8 comportant IPactee titanique et on décrasse aprbti 1 fin de 1-la:r:rnage, oe deuxième laitier qui contient .essentiellement CROE T104e PoO et un #oeu do ano.
Da de1"11\nderes:3O avait pensi que l'addition d'un oxyde métallique, tel que lucide titanique, augmenterait la fusibilité de? scorés Fiches en chaux et permettrait d'amcliorer la de- sulfurât ion et In dephosphorafipn de? bains de font0.
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La teneur en acide titanique des laitiers silico- calciques riches en chaux doit être comprise entre 5 et 20%. L'oxyde ferreux qu'ils contiennent s'y trouve alors en teneur inférieures de 5 à 15% à celles que l'on rencontre dans les laitiers dépourvus de TiO2 et l'on peut augmenter la quantité de laitier ou opérer des décrassages intermédiaires, et par conséquent améliorer la déphosphoration et la désulturation, tout en diminuant les pertes de fer ou tout au moins sans les nugmentor, On peut, si on la désire, effectuer l'affinage en deux phases séparées par un décrassage intermédiaire, ot conserver le laitier final pour la charge suivante, ou encore le décrasser.
Dans le premier cas, on opère d'abord avec un premier laitier psuvre en oxyde de fer que l'on décrasse alors que la teneur du carbone dans le bain est encore élevée, puis avec un deuxième laitier riche en TiO2 Dais plus riche en fer, alors que le bain est devenu pauvre en carbone et, de préférence, on conserve ce deuxième laitier dans le convertisseur.
Ce laitier final contient essentiellement CaO, TiO2 et FeO et possède un pouvoir désulfurant élevé. En le conservant dans le récipient d'affinage, il fournit pour le premier laitier de la coulée suivante la majeure partie du TiO2 et de la chaux nécessaires.
Si on préfère décrasser de deuxième laitier, il faut évidemment, lors de la coulée suivante, effectuer des additions plus Importantes d'éléments à base de chaux et d'acide titanique. Afin d'assurer une bonne tenue du
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convertisseur il est recommande, dans ce cas, de n'ajouter que la quantité de chaux nécessaire pour que le premier Initier qui se constitue, et dans lequel le silicium et une partie du manganèse de la fonte entrent sous forme de 5IO2 et MnO, soit juste sature en orthosilicate de calcium.
On obtient ainsi un laitier qui ne contient que 2% à 3% de FeO ot que l'on peut décrasser alors que la teneur du b. in en carbone est encore élevée, par exemple supérieure ?;±, la formation d'un Initier final étant effectuée, comme précédemment, en ajoutant à la chaux des éléments porteurs décide titanique dont la quantité dépend de celle du laitier nécessaire, cette dernière dépendant elle-même de la composition de la fonte.
Corne éléments comportant du titane on peut citer certains minerais de fer contenant TiO2, tels que les ilménites, dont on peut disposer en quantités suffisantes.
L'invention n'est évidemment pas limitée à un mode unique de fabrication de l'acier et peut s'appliquer à tous les procèdes d'élaboration d'acier à partir de fonte liquide. Les Matières d'addition peuvent être ajoutées aux bains métalliques, individuellement ou en mélange, en morceaux plus ou oins broyés,, en une ou plusieurs fols, ou encore d'une Manière continue avant ou après l'affinage..
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant en donner un exemple non limitatif d'application à l'affinage à l'oxygène d'une fonte dont la composition est ;
C= 3,7%, Mn= 0,08%, Si= 1,2%, P= 0,3%, S= 0,06%
On a ajoute par tonne de cette fonte, 100 kg de chaux et 35 à 40 kg d'ilménite comportant 60% de TiO2 et 25%
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de fer -total' dc8 oxydes, ôt oft. a Soufflé1 là fonte avec un faible jet d' oxygène* bn R alors aboutie avec un baîn à haute teneur -en carbone (plus (la 1) un 11:1.:1. tir titrant feiôg le CaO 54, î 8 O5 * 102 ft lt PeO 10,1 On a procédé à uri <1édrlls.tllge partiel en conser- vHnt environ 86'* d& laitier drns le convertisseur et on a
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reprit 1* affinage un opérant un nouvel apport de chaux
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et (;l'.aélncnts titan.f01:es, b. Savoir pour lino tonne de raôtal, 50 ke, de èhnux et 35 à 40 kg d'11mél1ite.
On a
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poursuivi l'insufflation jusque une faible teneur en
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Q.t>.t-bone. 't'ncier' obtenu était trus p-ur et Contenait 0,008 . k 0,Olbi de - phosphore et (f01t,. à. 0>0SÛ' de soufre. Le laitier contenait 50 de Cao, 20 à de TiO, et 2o% de ?c0< On a conserva ce laitier data le convertisseur et il a fourni la totalité de l'aeiûe titanique et .environ 'fet dé lei chf'J.'l1X nécessaire pour la charge suivante*
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Corme on le Voit, on a pu constituer des quantités
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importantes ùe laitier riche' en èf1tWK et par suite, obtenir une excellente àsulfuratlon et une bonne d}10S- phorûtion tout en limitant led Peitqe de métal mix 10% do fer contenu dans le' preiBicr'Iaiticrt Il est bien. entendu que, ot exemple notant tiulleaient limitatif, ne peut servir z limiter la.portée de l'invention.
On pourrait imaginer bien des perfet:!ti()nh:1tents
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et Modifications de détails, ou envisager l'emploi de moyens équivalente, sans pour autant sortir du domaine de l'invention*
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CLOSE TO CAST IRON REFINING
It is known that the various methods of refining cast iron consist essentially in burning the carbon contained in the cast iron and in slagging the impurities which it contains), in particular silicon, sulfur and phosphorus. According to current practice, a basic slag is formed on the surface of molten metal baths by means of lime additions, the desulphurizing and dephosphorising action of which is well known.
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in spite of their t ". t n phophdre xa 'tales h6matïtes demand, for their desulfuratltm, of important lime.
In order to obtain a liquid slag, it is then arduous to oxidize a certain quantity of iron which passes through the slag in the form of ferrous oxide and increases its ± tiàitoiiit <± * This goopittaatlon ûu 'fo' causes losses of metal which are not not neglecting blog. and when you want
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constitute large quantities of slag while '
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limiting these losses of iron is added iux sugar fondants COMMO eg Illumine or Spath- fluor * # - "The purpose of the pr4dnta iV fttioti> to improve .. d4phoophoratton and dc.'1ïüxu.year of strong. ;
3.üaa by increasing the quantity of, in liq.u <sf ii $ at the surface of the bath, while limiting the peitteà da fôr pure 1
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dairy*
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A and effect * the present invention, has for abd 'a process of converting the fonts, eriziage, one or more phased, daild which you goodstituë on the surface of the bairi Mjtalliq.ue' a slag # ëiliûéux i * lche in cabbage, proceed; br 1x te that to constitute 'such slag, added dn.gxmY ria ,. not. refining.
#. , # # #. '##> of et4mentâ comprising doîpadidd t.tan.c; ue advantageous, se-aent a titnat lilill example of ilmenite, in - Quantity such that the content' of the slag on '2io2 is between 5 and H0% t% * invention can gain from one or the other deë arat3., U following to t
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a) an oxidizing gas is blown into the cast iron,
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in particular technically pure oxygen, and the operation is carried out in two phases;
a first 1lio8UX slag rich in lime and containing Ti () is constituted and this first slag is maintained at the jsuyfaoé of the iron bath as long as the. carbon content in said "iron bath is greater than, a value of ivèe and after interruption of J, * tâtU & $? t. we désarasfio ee pneniay la '{. te which is paúv1' ': i' & n iron and we added of lime water and an element comprising 1 * tttan1quâ acid, the refining is finished and 8VAgeuly, we keep in, 6oP1nt d> attîn4gey for the load sqven90 OQ second slag which contains the e2lse only PaOs T10e and? eQ * b) we open in two, phases and we constitute a first initiate gil:
\. Some poor FeO, but rich in 81 2 'coming from the tpntep s11tc, the refining is interrupted after popification of the silicon niorp that the 1 fcetter "of the onpbone bath is still' '6, lifted and one dlçpamoe this aicoçnio1que slag; one appnoitue a deuxibrae aier by a new addition of lime and an addition of * t5lc'm <5nt8 comprising IPactée titanium and one decasses aprbti 1 end of 1-la: r: rnage, oe second slag which contains. CROE T104e PoO and a #oeu do ano.
Da de1 "11 \ nderes: 3O had thought that the addition of a metal oxide, such as titanium lucid, would increase the fusibility of lime scorés and would improve the de-sulfurization and In dephosphorafipn of baths. of font0.
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The titanic acid content of calcium-silicate slags rich in lime should be between 5 and 20%. The ferrous oxide that they contain is then found there in a lower content of 5 to 15% than those found in slags devoid of TiO2 and it is possible to increase the quantity of slag or to carry out intermediate cleanings, and consequently improve the dephosphorization and the desulturation, while reducing the losses of iron or at least without the nugmentor, One can, if desired, carry out the refining in two phases separated by an intermediate slagging, ot keep the slag final for the next load, or even clean it.
In the first case, one operates first with a first slag psuvre in iron oxide which is scoured while the carbon content in the bath is still high, then with a second slag rich in TiO2 Dais richer in iron , whereas the bath has become low in carbon and, preferably, this second slag is kept in the converter.
This final slag essentially contains CaO, TiO2 and FeO and has a high desulphurizing power. By keeping it in the refining vessel, it provides for the first slag of the next run most of the TiO2 and lime required.
If one prefers to clean off with a second slag, it is obviously necessary, during the next casting, to carry out more important additions of elements based on lime and titanic acid. In order to ensure a good hold of the
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converter it is recommended, in this case, to add only the quantity of lime necessary so that the first Initiate which is formed, and in which the silicon and a part of the manganese of the cast iron enter in the form of 5IO2 and MnO, i.e. just saturated with calcium orthosilicate.
A slag is thus obtained which contains only 2% to 3% of FeO ot which can be scoured while the content of b. in carbon is still high, for example greater?; ±, the formation of a final initiator being carried out, as before, by adding to the lime the supporting elements titanium resolves, the quantity of which depends on that of the slag required, the latter depending itself from the composition of the cast.
As elements comprising titanium, mention may be made of certain iron ores containing TiO2, such as ilmenites, which may be available in sufficient quantities.
The invention is obviously not limited to a single method of manufacturing steel and can be applied to all the processes for producing steel from liquid cast iron. The additives can be added to the metal baths, individually or as a mixture, in more or more crushed pieces, in one or more times, or in a continuous manner before or after refining.
In order to better understand the invention, we will now give a non-limiting example of its application to the oxygen refining of a pig iron whose composition is;
C = 3.7%, Mn = 0.08%, Si = 1.2%, P = 0.3%, S = 0.06%
100 kg of lime and 35 to 40 kg of ilmenite comprising 60% TiO2 and 25% were added per tonne of this cast iron.
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of iron -total 'dc8 oxides, oft. a blown1 the cast iron with a weak jet of oxygen * bn R then completed with a high carbon content (plus (the 1) a 11: 1. shot titrating feiôg the CaO 54, î 8 O5 * 102 ft lt PeO 10.1 A partial uri <1edrlls.tllge was carried out while retaining approximately 86 '* of slag in the converter and
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resumed 1 * refining an operating a new addition of lime
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and (; the.aélncnts titan.f01: es, b. Know for lino ton of raôtal, 50 ke, de èhnux and 35 to 40 kg of 11méllite.
We have
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continued insufflation until a low content of
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Q.t> .t-bone. 't'ncier' obtained was trus p-ur and Contained 0.008. k 0, Olbi de - phosphorus and (f01t ,. à. 0> 0SÛ 'of sulfur. The slag contained 50 of Cao, 20 of TiO, and 2o% of? c0 <This slag was kept at the converter and it provided all of the titanium air and approximately 'fet de lei chf'J.'l1X needed for the next charge *
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As we can see, we were able to constitute quantities
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It is important to obtain a slag rich in èf1tWK and consequently to obtain an excellent sulphurization and a good d} 10Sphorution while limiting the mixed metal content of 10% iron contained in the preiBicr'Iaiticrt It is good. understood that, ot example noting tiulleaient limiting, can not serve to limit the scope of the invention.
We could imagine many perfets:! Ti () nh: 1tents
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and Modifications of details, or consider the use of equivalent means, without departing from the scope of the invention *