BE834767A

BE834767A - Procede pour enrichir des ferro-alliages en elements non ferreux tels que le nickel et/ou le cobalt

Info

Publication number: BE834767A
Application number: BE6045226A
Authority: BE
Priority date: 1975-10-22
Filing date: 1975-10-22
Publication date: 1976-04-22

Description


  "Procédé pour enrichir des ferro-alliages en éléments non ferreux tels

  
 <EMI ID=1.1> 

  
La présente invention est relative à un procédé pour enrichir des ferro-alliages en éléments non ferreux, tels que le nickel et/ou le cobalt, au détriment du fer contenu dans le matériau mis en oeuvre par le procédé de l'invention.

  
Ce procédé est particulièrement efficace pour obtenir des ferro-alliages enrichis en nickel ou cobalt, qui bénéficient d'une teneur finale en soufre très basse. 

  
Il existe depuis longtemps des procédés pour l'enrichissement des ferro-alliages. Parmi ceux-ci, on connaît notamment celui, dans lequel on procède par apport de chaux et par soufflage d'air par le fond d'un convertisseur du type Thomas. A titre d'exemple, suivant ce procédé, l'augmeatation dans ua ferro-alliage d'une teneur initiale en nickel/cobalt de

  
21 - 24 % jusqu'à das valeurs de 24 - 27 % dans un convertisseur demande environ une heure pour une quantité finale de 10 tonnes, ce qui présente l'inconvénient d'être très long. Un autre inconvénient consiste dans le fait que la quantité d'air à utiliser doit être très importante.

  
Dans un autre procédé, cet enrichissement en Ni/Co est par exemple, et notamment, obtenu en soufflant par le haut dans un convertisseur de l'oxygène industriellement pur en présence de chaux. Partant d'un ferronickel contenant par exemple 15 % de nickel, 0, 015 % de carbone et 0, 25 % de soufre, on obtient grâce à ce procédé d'une part un ferre-alliage à 28 % de nickel/cobalt et 0, 01 % de carbone, et d'autre part une scorie tenant

  
 <EMI ID=2.1> 

  
Si un tel procédé de soufflage par le haut donne en général de bons résultats, quoique la teneur finale en impuretés résiduelles soit encore à considérer comme relativement élevée, on peut toutefois lui reprocher certains inconvénients.

  
En premier lieu, le soufflage d'oxygène par le haut du convertisseur n'assure pas un brassage très important du bain, spécialement en l'absence de carbone comme généralement c'est le cas dans les ferroalliages; ce brassage insuffisant entraîne un allongement assez important de la durée de l'opération (durée qui peut aller jusqu'à deux heures dans

  
un convertisseur de 10 à 15 tonnes de capacité) et ne crée pas les conditions optimales pour que les réactions chimiques se passent au mieux au sein

  
du bain métallique. En second lieu, le pourcentage de chaux forcément limité dans la scorie ne peut assurer une déphosphoration très poussée du  bain. Enfin, en troisième lieu, l'introduction d'agents désulfurants dans le bain par le haut, au moyen de lances, ne conduit guère à une désulfuration bien poussée ni bien uniforme du bain. 

  
Pour éliminer une partie du fer et des impuretés contenus dans

  
le produit de départ, l'utilisation d'oxygène présente vis-à-vis du soufflage

  
à l'air certains avantages que la pratique ne parvient toutefois pas à exploiter entièrement, notamment à cause de l'insuffisance de brassage citée cidessus dans le cas du soufflage par le haut. Par ailleurs, le soufflage d'oxygène pur par le fond d'un récipient pour traitement métallurgique n'est pas concevable dans le procédé du type Thomas classique, à cause de l'usure importante des réfractaires par l'oxygène pur.

  
La présente invention a pour objet un procédé pour l'élaboration

  
de ferro-alliages à haute teneur en métaux non ferreux, par soufflage d'oxygène pur dans un récipient métallurgique, permettant de remédier aux divers inconvénients mentionnés ci-dessus, en sus de l'obtention d'une teneur en soufre particulièrement basse et homogène.

  
Le procédé faisant l'objet de la présente invention, réalisé

  
dans un récipient métallurgique, est essentiellement caractérisé en ce que,

  
au moyen d'au moins une tuyère à deux conduits coaxiaux, débouchant dans

  
le récipient métallurgique sous la surface du bain métallique, on insuffle

  
dans le bain, par le conduit central de la tuyère, un gaz oxydant constitué

  
en tout ou en majeure partie par de l'oxygène industriellement pur, et, par l'espace compris entre le tube central et le tube périphérique de cette

  
tuyère, un fluide dit protecteur, et en ce que, de préférence au cours de la phase finale du dit procédé, on injecte également dans le bain, sous sa surface, un agent désulfurant en suspension dans un gaz neutre. Il va de soi que, si l'injection d'agents désulfurants est réalisée par les conduits centraux des tuyères, on maintient l'injection de fluide par les conduits périphériques correspondants.

  
Suivant l'invention, il est avantageux d'utiliser, au moins pendant une partie de l'opération de soufflage de gaz oxydant, un mélange gazeux

  
dont un constituant est un gaz, tel que l'argon, non oxydant. Ceci améliore

  
le brassage du bain. 

  
Suivant l'invention, la tuyère à conduits coaxiaux peut être disposée soit dans le fond, soit dans la partie inférieure de la paroi du récipient métallurgique. Le fluide dit protecteur est, au sens de l'invention, un fluide qui, au contact du bain, donne lieu à une réaction endothermique, par exemple en se décomposant, ce qui protège le réfractaire contre l'action de 1\oxygène pur; ce fluide protecteur peut être liquide (par exemple du butane ou du propane liquéfié, ou du fuel) ou encore gazeux (par exemple

  
du gaz naturel); il ne sort pas de l'invention d'utiliser un fluide qui ne soit pas un hydrocarbure, par exemple de la vapeur d'eau, pour autant qu'il donne lieu à l'effet endothermique nécessaire pour assurer la protection du réfractaire du. récipient l'endroit d'insufflation d'oxygène dans le bain.

  
 <EMI ID=3.1> 

  
magnésium, ou tout autre désulfurant connu en soi.

  
Pour assurer une protection satisfaisante du réfractaire, il est nécessaire que l'on pratique l'introduction du fluide protecteur pendant toute la durée de l'insufflation d'oxygène. Toutefois, il ne sort pas du cadre de l'invention d'assurer l'introduction du dit fluide protecteur, le cas échéant, à la fois par les deux conduits de la tuyère double, en dehors des périodes de soufflage de l'oxygène pur, par exemple pour des raisons de brassage du bain. Egalement suivant une modalité de l'invention, on insuffle de l'oxygène et le fluide protecteur dans le bain par une partie des tuyères, tandis que l'on introduit un fluide non oxydant de brassage (tenant éventuellement en suspension des agents désulfurants) par d'autres tuyères

  
qui ne sont pas forcément à deux conduits coaxiaux, ou au travers de briques poreuses.

  
Suivant une modalité particulière de mise en oeuvre de l'invention, le procédé de fabrication de ferro-alliages est effectué en plusieurs phases.

  
Dans une première phase, au cours de laquelle a lieu le soufflage du gaz contenant en majorité de l'oxygène pur et l'introduction du fluide protecteur par des tuyères doubles situées sous la surface du bain, on  <EMI ID=4.1> 

  
on reprend le soufflage d'oxygène et de fluide protecteur en présence d'un agent désulfurant également insufflé sous le niveau supérieur du bain; pour réaliser cette seconde phase, on peut avantageusement ajouter dans le

  
 <EMI ID=5.1> 

  
gravier par exemple).

  
Le produit obtenu par le procédé de l'invention, réalisé en

  
une seule ou en deux phases, consiste en un ferro-alliage particulièrement riche en métal non ferreux et pauvre en soufre; le procédé en deux phases permet en outre d'élaborer une scorie dont le traitement ultérieur permet

  
la récupération aisée du fer. Suivant une modalité opératoire intéressante , une partie au moins de la scorie obtenue en fin d'opération est retenue dans le récipient pour servir au traitement de la coulée suivante.

  
Suivant une variante du procédé de l'invention, effectué en deux phases, dans une première séquence de cette première phase, pendant laquelle est produite une scorie ferreuse, on souffle l'oxygène par les tuyères immergées, tel que décrit ci-dessus; une deuxième séquence de cette première phase est conduite avec le récipient en position inclinée de manière à permettre l'évacuation de la scorie ferreuse formée, en soufflant du gaz oxydant sur ou à travers la scorie, le convertisseur restant de préférence incliné pendant toute la durée de cette séquence.

  
Ensuite, au cours de la deuxième phase, pendant laquelle se font des additions par exemple refroidissantes et scorifiantes, l'insufflation d'oxygène et l'apport d'agents désulfurants est poursuivie jusqu'à l'obtention de la teneur

  
 <EMI ID=6.1> 

  
Cette variante est avantageusement mise en oeuvre en faisant usage d'un convertisseur dont au moins une des tuyères est disposée de telle façon qu'en position inclinée, cette tuyère se trouve hors du bain de métal

  
et que le jet de fluide sortant de cette tuyère exerce sur la scorie une poussée dans le sens de son évacuation hors du récipient.

  
Suivant une autre variante intéressante du procédé de l'invention, l'opération d'oxydation du fer de la charge est réalisée en même temps que l'on évacue la scorie déjà formée; le procédé devient ainsi continu, de la nouvelle scorie étant formée au fur et à mesure de l'évacuation de celle

  
 <EMI ID=7.1> 

  
maintenu dans une position appropriée à la dite évacuation et les additions refroidissantes (par exemple des scraps ou du minerai de fer) et scorifiantes sont réalisées par introduction directe de ces matériaux dans le convertisseur, et de préférence au voisinage immédiat du point d'impact du jet d'oxygène

  
ou sous la couche de scorie, tandis que l'introduction des agents désulfurants se poursuit au moyen d'au moins une tuyère dont l'orifice de sortie reste

  
sous le niveau du métal, même en position inclinée du récipient. Cette variante permet de réduire sensiblement la durée du procédé de l'invention, ainsi que le nombre des manipulations du récipient. 

REVENDICATIONS

  
1. Procédé pour enrichir un ferro-alliage en éléments non ferreux, réalisé dans un récipient métallurgique, caractérisé en ce que,

  
au moyen d'au moins une tuyère à deux conduits coaxiaux, logée dans la paroi du récipient et débouchant à l'intérieur de celui-ci sous la surface

  
du bain métallique qui s'y trouve, le récipient étant supposé dans sa position dressée usuelle, on insuffle dans le bain, par le conduit central

  
de la tuyère, un gaz oxydant constitué en tout ou en majeure partie par

  
de l'oxygène industriellement par, ainsi que, par l'espace annulaire compris entre le tube central et le tube périphérique de cette tuyère, un fluide dit protecteur, et en ce que, de préférence au cours de la phase finale du dit procédé, on injecte élément dans le bain, sous sa surface, un agent désulfurant en suspension dans un gaz neutre.

Claims

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que

le gaz oxydant injecté par le conduit central de la tuyère contient de l'argon.

3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fluide protecteur est un hydrocarbure.

4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on insuffle dans le bain l'oxygène et le fluide protecteur par une partie des tuyères, tandis que l'on y introduit également un fluide non oxydant, aux fins de brassage, le dit fluide non oxydant tenant éventuellement en suspension des agents désulfurants.

5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au cours d'une première phase, on souffle le gaz contenant en majorité de l'oxygène pur et on introduit du fluide protecteur pardes tuyères doubles situées sous la surface du bain, cette phase étant conduite jusqu'à l'obtention d'une scorie très riche en fer, en ce que l'on enlève cette scorie, en ce qu'on réalise ensuite une seconde phase en reprenant le soufflage de gaz oxydant entouré de fluide protecteur, tout en introduisant également un agent désulfurant sous le niveau du bain. 6.

Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est conduit dans un récipient du type basculable, par exemple un convertisseur, en ce que dans une première séquence de la première phase, on produit une scorie ferreuse en soufflant du gaz oxydait par les tuyères immergées, en ce que dans une seconde séquence de ce.'te première phase, on place le récipient en position inclinée et on évacue la scorie hors du récipient, sans cesser de souffler du gaz oxydant par au main.1 une des tuyères sur ou à travers la scorie, et en ce qu'au cours de la deuxième phase, le récipient étant redressé, on effectue des additions scorifiantes, en maintenant l'insufflation d'oxygène et l'apport des agents désulfurants jusqu'au moment où le ferro-alliage présente la teneur désirée en l'élément non ferreux envisagé et en soufre.

7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'une partie au moins de la scorie finale est maintenue dans le bain pour l'opération suivante.