"Procédé de préparation de ferro-alliages, et produits ainsi obtenus".
La présente invention est relative à un procédé de préparation de ferro-alliages à faible teneur en silicium et à faible ou très faible teneur en carbone, ces alliages contenant un métal présentant une grande affinité pour le carbone. D'une manière plus particulière, l'invention est relative à un procédé de préparation de ferro-alliages contenant peu ou très peu de
f\ .
<EMI ID=1.1>
manganèse et de chrome.
Les ferro-alliages à teneur en carbone faible ou très faible qui contiennent des métaux présentant une forte affinité pour le carbone, tel que du manganèse et du chrome, sont habituellement préparés par un procédé quelconque de silicothermie ou d'aluminothermie. Du ferro-manganèse affiné et surraffiné par exemple est préparé par une quelconque réduction silicothermique dans un four électrique, habituellement par réduction de minerai de manganèse avec un alliage de silicium et de manganèse. Du ferro-chrome affiné et surraffiné est de même préparé habituellement par une réduction silico-thermique dans un four électrique. Dans ce cas, la charge comprend du minerai', de chrome et du ferro-silicium, ce dernier étant allié avec du chrome si cela est souhaité.
Les processus de silicothermie utilisés donnent un rendement relativement pauvre en métal si les alliages produits doivent avoir une faible teneur en silicium. Par exemple, pour
la préparation de ferro-chrome affiné, on a tenté de réduire les . pertes de chrome par addition de chaux à la charge. L'addition de chaux lie l'acide silicique de sorte qu'on peut ajouter davantage de silicium de réduction sans que la teneur en silicium du produit ne devienne excessive. Cependant habituellement; il
en résulte de grandes quantités de laitier et une exigence d'un bon rendement en métalest que l'opération puisse être effectuée suivant-le principe du contre-courant, c'est-à-dire que le
<EMI ID=2.1>
avec une masse fondue présentant une forte teneur en Si ou en Al.
Une bonne agitation est également très importante pour obtenir un bon rendement en métal-
Les inconvénients des procédés existants sont les suivants :
Il est difficile d'utiliser de la matière brute <EMI ID=3.1>
être aggloméré; par ailleurs on utilise des minerais en morceaux.
Une faible agitation et par conséquent un pauvre contact entre le minerai, le laitier et les agents réducteurs réduisent le rendement en métal.
La consommation d'énergie est grande à la suite des pertes considérables dues à la nécessité d'utiliser de nombreux récipients réactionnels, au fait que les produits doivent être reversés plusieurs fois, au fait que du métal contenant du silicium se solidifie souvent et que cela nécessite un broyage et une nouvelle fusion, et au fait que la chaleur de réaction n'est pas sauvegardée dans le cas d'oxydation de silicium ou d'aluminium.
La chaleur de réaction dans le cas de l'oxydation de silicium est développée dans des poches à l'interface entre le laitier et le métal fondu. L'usure du recouvrement est par conséquent concentrée en une surface limitée et elle est par conséquent très intense ce qui augmente considérablement les frais de recouvrement.
La manipulation des charges de métal et de laitier demande un très grand travail.
Des problèmes considérables sont soulevés pour atteindre un traitement acceptable pour l'environnement et une protection du milieu externe est également très coûteuse.
La présente invention a pour but de procurer un procédé de préparation de ferro-alliages comprenant essentiellement du fer et au moins un des métaux parmi le chrome et le manganèse et présentant une faible ou très faible teneur en carbone et une faible teneuren silicium les inconvénients décrits ci-dessus étant dans ce procédé éliminés ou réduits. Par l'expression "faible teneur en carbone" il faut entendre dans ce contexte 1 à 2 % de C, tandis que par l'expression "très faible teneur en carbone" il faut entendre moins de 1% de Cet par "faible teneur <EMI ID=4.1>
étant donné en poids.
Le procédé suivant l'invention comprend un certain nombre de phases répétées de manière cyclique. Le cycle de travail comprend de manière plus spécifique les phases suivantes :
a) L'addition à un convertisseur contenant un collecteur de fusion du produit à préparer et un laitier riche en oxyde de chrome et/ou de manganèse, en plus du fer, dans le ferro-alliage en questions 'un agent réducteur contenant du silicium ou de l'aluminium et présentant un excès de silicium ou d'aluminium respectivement pour la réduction des oxydes dans le laitier, b) le mélange intime de l'agent réducteur et du laitier par injection d'un fluide dans la masse fondue par l'intermédiaire <EMI ID=5.1>
de façon que la masse fondue, le laitier et l'agent réducteur soient agités de manière intense tandis qu'en même temps, si nécessaire, de la chaleur est fournie à la masse fondue par induction électrique de sorte que la température dans le bain est maintenuependant toute la période au-dessus de la température de liquidus, l'effet de l'agitation intense étant de créer de
-bonnes conditions pour obtenir une réduction efficace des oxydes métalliques dans le laitier par réaction avec du silicium ou de l'aluminium respectivement, tandis que l'excès de silicium ou d'aluminium reste dissous dans la masse fondue, <EMI ID=6.1> ladite injection de fluide, cette chaux étant ajoutée dans la quantité requise pour fixer l'acide silicique ou l'oxyde d'alumi- nium en formation,
<EMI ID=7.1>
<EMI ID=8.1>
<EMI ID=9.1> <EMI ID=10.1> f) l'addition de chaux avant,simultanément à et/ou après l'injection de ce concentré d'oxyde, g) l'apport de chaleur à la masse fondue pendant l'injection du concentré d'oxyde, par induction électrique, de façon que la température dans la masse fondue soit conservée pendant la totalité de la période au-dessus de la température de liquidus
<EMI ID=11.1>
fondue, après avoir été amené avec l'agent réducteur, réduit les oxydes métalliques injectés,
h) la poursuite de l'injection de concentré d'oxyde jusqu'à ce que la teneur en silicium dans la masse fondue soit réduite à la teneur
requise, tandis qu'en même temps une certaine quantité de chrome et/ou de manganèse est oxydé et passe dans le laitier qui devient alors riche en oxydes de ces métaux, l'injection du concentré d'oxyde étant avantageusement divisée en au moins deux opérations avec un vidage de laitier intermédiaire, et
i) finalement le vidage du ferro-alliage fini par un trou de vidange en dessous de la surface de laitier.
Dans des buts pratiques, il est souhaitable de laisser
<EMI ID=12.1>
sion suffisante pour remplir au moins le volume renfermé par le dispositif de chauffage par induction électrique. Le laitier contenant du chrome et/ou du manganèse est retenu conjointement avec le collecteur de métal dans le convertisseur,après quoi le processus est répété par une nouvelle addition d'agents réducteurs; etc... On a fait référence ci-dessus à l'introduction de chrome et/ou de manganèse par ce procédé mais, naturellement, d'autres métaux peuvent aussi être introduits d'une manière semblable ou, au lieu de chrome et/ou de manganèse, par l'utilisation d'oxydes métalliques réductibles appropriés.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non <EMI ID=13.1>
un appareil comprenant un chauffage par induction électrique, dans lequel le procédé suivant la présente invention peut être effectué
Les figures 1A à 1D représentent un convertisseur à induction électrique dans les différentes étapes du procédé suivant la présente invention.
L'appareillage illustré sur les figures 1A à 1D est
d'un type connu décrit précédemment par exemple dans le brevet
des Etats-Unis d'Amérique 3 934 863. Les parties principales de l'appareil comprennent un convertisseur 1 muni d'un système de chauffage sous la forme d'un inducteur 2 qui renferme un conduit
de masse fondue 3. Une tuyère 4 est agencés pour l'injection de fluide dans une masse fondue à l'intérieur du convertisseur. Ce fluide peut par exemple comprendre des gaz ou des suspensions d'une poudre solide dans un gaz porteur. Dans ce dernier cas, l'appareillage comprend également une unité de préparation de poudre (non représentée). Le convertisseur est également pourvu d'une ouverture de sommet 5 pour le chargement de matières fondues et
de matières solides en forme de morceaux. Un trou de vidange pour le déchargement de la masse fondue est désigné par la référence
6. Ce trou de vidange est agencé dans la paroi frontale 8 du convertisseur, c'est-à-dire cette paroi qui est orientée dans la même direction que l'inducteur 6 et le conduit 3. Un tiroir est désigné par la référence 7. La paroi avant 8,avec une partie
de fond en pente 9 au-dessus du conduit de masse fondue 3 et
une partie de sommet conique 10, forme une cuve 11 présentant
un volume tel que, lorsque.le convertisseur est basculé dans la position horizontale (figure 1D), la masse fondue et le laitier obtenus dans.le convertisseur pendant le processus suivant la présente invention peuvent être situés en dessous de l'orifice
de la tuyère 4.
Dans la préparation de ferro-chrome affiné ou surraffiné, le processus suivant l'invention peut être effectué comme suit par �� �� �� �� � ��
exemple. Si on se réfère à la figure 1A, et que l'on admet que
le convertisseur est dans la position de départ d'un cycle, suivant l'invention le convertisseur contient un collecteur 15 de métal fondu ainsi qu'une couche de laitier 16. La masse fondue de métal 15 comprend du ferro-chrome affiné ou surraffiné qui a été préparé dans un cycle de travail précédent. Le laitier
16 qui peut être fondu ou sous forme de particules présente une
<EMI ID=14.1>
(FeO). On ajoute un agent réducteur au moyen d'une poche 12. L'agent réducteur est avantageusement du ferro-silicium-chrome. Une composition typique de cette matière est approximativement
45 % Si, 40 % Cr, 15 % Fe et 0,02 à 0,03 % C. En même temps que l'agent réducteur est ajouté de cette manière, on ajoute également avantageusement de la chaux (CaO) dans une quantité suffisante pour fixer l'acide silicique qui se forme au cours de l'oxydation du
<EMI ID=15.1>
Dans ce cas, du ferro-silicium-chrome est préparé dans la même installation où le processus suivant l'invention doit être effec- tué, ou si du ferro-silicium-chrome est disponible d'une autr� manière sous forme fondue, il est naturellement ajouté au convertisseur sous cette forme.
Aussitôt que l'agent réducteur et la chaux ont été ajoutés, le convertisseur est tourné en position verticale
(figure 1B) et on injecte un fluide, par exemple un gaz tel que
du gaz'azote, de l'air ou de l'argon, par l'intermédiaire de la
<EMI ID=16.1>
chaux sont alors agités de manière très intense, ce qui entraîne
<EMI ID=17.1>
Par l'addition de silicium sous la forme de ferro-silicium-chrome en une teneur suffisante dans cette phase de l'opération, tout
<EMI ID=18.1>
sont réduits. Suivant l'invention, le ferro-silicium-chrome est en réalité ajouté en excès, c'est-à-dire qu'on ajoute plus de <EMI ID=19.1>
de fer et de chrome dans le laitier. Cela signifie que, lorsque tout l'oxyde de fer et l'oxyde de chrome dans le laitier ont été réduits, le métal fondu contient une forte teneur en silicium. D'une manière plus spécifique, la quantité de ferro-siliciumchrome ajouté est telle que la teneur en silicium de la masse fondue, après que le processus de réduction a atteint l'équilibre, est d'au moins 5 % et de préférence d'au moins 15 %.
Le laitier formé de cette manière peut comprendre
<EMI ID=20.1>
faible. En revanche le volume de laitier est considérable. Ce laitier qui est désigné par la référence 18 sur la figure le est
à présent évacué par l'ouverture de sommet 5 du convertisseur, ainsi qu'il est illustré sur la figure 1C. La référence 19 désigne la masse fondue contenant une forte teneur en silicium, située en dessous de la couche de laitier 18. Le conduit de masse fondue 3 est également rempli de cette même masse métallique fondue.
18
Lorsque pratiquement tout le laitier /contenant du fer
et du chrome a été vidé par l'ouverture 5, le convertisseur est
<EMI ID=21.1>
injecte alors par la tuyère 4 une suspension de concentré de
<EMI ID=22.1>
de la poche de la même manière que celle illustrée sur la figure 1A. Cette addition de chaux peut être effectuée avant que l'injection du concentré ne démarre ou lorsqu'elle cesse. Dans ce but,
le convertisseur est basculé dans la position intermédiaire illustrée sur la figure 1A. Il.est également possible d'injecter la chaux sous forme de poudre conjointement avec le concentré par
la tuyère 4. La quantité de silicium présente dans la masse
<EMI ID=23.1>
la tuyère 4. L'acide silicique est fixé par la chaux de la même manière que dans la phase décrite précédemment. La température de la masse fondue est maintenue à une température appropriée � � 1 � � � 1 � � �
<EMI ID=24.1>
cette température dépassant au moins la température de liquidus du métal, par l'apport d'énergie électrique au moyen d'un dispositif de chauffag� par induction 2 par lequel le métal est chauffé dans le conduit 3. Lors de l'injection du concentré et du gaz au travers de la tuyère 4, le contenu du convertisseur est agité de manière très intense et cela stimule les réactions métallurgiques et transporte le métal chauffé depuis le conduit 3 jusqu'à chacune des parties du bain. Le mélange des différents composants mis en mouvement pendant les différentes phases du processus par l'injection au travers de la tuyère 4 a reçu la référence générale 17 sur la figure 1B.
Lorsque la quantité de concentré injecté par la tuyère 4 est telle que la teneur en silicium a diminué à une valeur tellement faible qu'une partie appréciable du concentré injecté commence à être difficilement réduit, l'injection de concentré est interrompue. La teneur en chrome du laitier dépend de la teneur en silicium de la masse fondue suivant une certaine relation fonctionnelle qui, à son tour dépend de la basicité du laitier. Dans le cas d'une basicité de 1,5 par exemple, il est avantageux d'interrompre la première injection de concentré lorsque la teneur en silicium est tombée à environ 5 % dans là masse fondue, de préférence aussitôt qu'on a une teneur en silicium de 8 % de la masse fondue. Le laitier est alors à nouveau évacué,après quoi le convertisseur est remis en position verticale.
L'injection de concentré de minerai de chrome est alors poursuive jusqu'à ce. que la teneur en silicium de la masse fondue descende au niveau requis. La teneur en silicium est avantageusement réduite à moins de 1 %. Le laitier obtenu
dans ces conditions contient une teneur en oxyde de chrome considérable. Ce laitier, qui est désigné par la référence 20 sur la figure 1D, est par conséquent retenu dans le convertisseur tandis que le produit fini, du ferro-chrome affiné ou surraffiné, <EMI ID=25.1>
par le trou de vidange 6. Seule une relativement petite quantité de métal fondu est conservée, de manière à remplir le conduit 3 lorsque le convertisseur est remis dans la position de départ
<EMI ID=26.1>
Le procédé est semblable pour la préparation de ferromanganèse affiné ou surrafiné.
Cependant,dans ce cas, il faut garder à l'esprit que le manganèse et les alliages de manganèse ont un plus faible point
de fusion, une plus forte pression de vapeur et une plus grande affinité pour l'oxygène que le chrome. Un alliage de siliciummanganèse (SiMn) présentant des teneurs en silicium d'environ
15 à 20 % et des teneurs en carbone d'environ 1 à 2 % est un produit commercial ordinaire comme du ferro-manganèse affiné présentant 1 à 2 % de carbone. Du silicium-manganèse avec
des teneurs en silicium et carbone correspondant aux conditions normales dans du silicium-chrome, c'est-à-dire 40 % de silicium
et environ 0,05 à 0,10 % de carbone, est également produit.
Dans la préparation de ferro-manganèse affiné suivant l'invention, le degré de silicium-manganèse mentionné en premier lieu est avantageusement pris comme base, c'est-à-dire du siliciummanganèse contenant environ 15 à 20 % de silicium et environ 1 à
2 % de carbone. Lorsqu'il faut produire du ferro-manganèse surraffiné suivant l'invention, le degré de silicium-manganèse mentionné en dernier lieu est avantageusement pris comme base, c'est-à-dire du silicium-manganèse contenant environ 30 à 50 %
de silicium et moins de 0,2 % de carbone environ, habituellement environ 40 % de silicium et 0,05 à 0,10 % de carbone. Dans les deux cas, mais en particulier dans le dernier, toute la quantité du silicium de réduction ou une partie de celui-ci peut être remplacé par du ferro-silicium.
"Process for the preparation of ferroalloys, and products thus obtained".
The present invention relates to a process for preparing ferro-alloys with a low silicon content and with a low or very low carbon content, these alloys containing a metal having a high affinity for carbon. More particularly, the invention relates to a process for preparing ferro-alloys containing little or very little
f \.
<EMI ID = 1.1>
manganese and chromium.
Low or ultra low carbon ferroalloys which contain metals with a high affinity for carbon, such as manganese and chromium, are usually prepared by any silicothermal or aluminothermic process. Refined and super-refined ferro-manganese, for example, is prepared by any silicothermal reduction in an electric furnace, usually by reduction of manganese ore with an alloy of silicon and manganese. Refined and super-refined ferro-chromium is likewise usually prepared by silico-thermal reduction in an electric furnace. In this case, the feed comprises ore, chromium and ferro-silicon, the latter being alloyed with chromium if desired.
The silicothermal processes used give a relatively poor metal yield if the alloys produced are to have a low silicon content. For example, for
the preparation of refined ferro-chromium, attempts have been made to reduce them. losses of chromium by addition of lime to the load. The addition of lime binds the silicic acid so that more reducing silicon can be added without the silicon content of the product becoming excessive. However usually; he
This results in large amounts of slag and a requirement for a good metal yield is that the operation can be carried out according to the countercurrent principle, i.e. the
<EMI ID = 2.1>
with a melt having a high content of Si or Al.
Good agitation is also very important for obtaining a good yield of metal.
The disadvantages of the existing methods are as follows:
It is difficult to use raw material <EMI ID = 3.1>
be agglomerated; in addition one uses ores in pieces.
Poor agitation and therefore poor contact between ore, slag, and reducing agents will reduce the metal yield.
The energy consumption is great as a result of the considerable losses due to the need to use many reaction vessels, the fact that the products have to be inverted several times, the fact that metal containing silicon often solidifies and this requires grinding and re-melting, and the fact that the heat of reaction is not saved in the case of oxidation of silicon or aluminum.
The heat of reaction in the case of the oxidation of silicon is developed in pockets at the interface between the slag and the molten metal. The wear of the cover is therefore concentrated in a limited area and is therefore very intense which considerably increases the costs of the cover.
The handling of metal and slag loads is very labor intensive.
Considerable problems arise in achieving environmentally acceptable treatment and protection of the external environment is also very expensive.
The object of the present invention is to provide a process for the preparation of ferroalloys comprising essentially iron and at least one of the metals from chromium and manganese and having a low or very low carbon content and a low silicon content, the disadvantages described. above being in this process eliminated or reduced. By the expression “low carbon content” is meant in this context 1 to 2% C, while by the expression “very low carbon content” is meant less than 1% Cet by “low content < EMI ID = 4.1>
given by weight.
The process according to the invention comprises a number of phases repeated cyclically. The work cycle more specifically includes the following phases:
a) Addition to a converter containing a melt collector of the product to be prepared and a slag rich in chromium and / or manganese oxide, in addition to iron, in the ferro-alloy in question 'a reducing agent containing silicon or aluminum and having an excess of silicon or aluminum respectively for the reduction of oxides in the slag, b) the intimate mixing of the reducing agent and the slag by injecting a fluid into the melt by the 'intermediary <EMI ID = 5.1>
so that the melt, slag and reducing agent are stirred intensively while at the same time, if necessary, heat is supplied to the melt by electric induction so that the temperature in the bath is maintained throughout the period above the liquidus temperature, the effect of intense agitation being to create
-good conditions to achieve effective reduction of metal oxides in slag by reaction with silicon or aluminum respectively, while excess silicon or aluminum remains dissolved in the melt, <EMI ID = 6.1> said injection of fluid, this lime being added in the quantity required to fix the silicic acid or the aluminum oxide in formation,
<EMI ID = 7.1>
<EMI ID = 8.1>
<EMI ID = 9.1> <EMI ID = 10.1> f) the addition of lime before, simultaneously with and / or after the injection of this oxide concentrate, g) the addition of heat to the melt during l 'injection of the oxide concentrate, by electrical induction, so that the temperature in the melt is maintained throughout the period above the liquidus temperature
<EMI ID = 11.1>
molten, after being supplied with the reducing agent, reduces the injected metal oxides,
h) continuing the injection of oxide concentrate until the silicon content in the melt is reduced to the content
required, while at the same time a certain quantity of chromium and / or manganese is oxidized and passes into the slag which then becomes rich in oxides of these metals, the injection of the oxide concentrate being advantageously divided into at least two operations with an intermediate slag emptying, and
i) finally emptying the finished ferroalloy through a drain hole below the slag surface.
For practical purposes, it is desirable to leave
<EMI ID = 12.1>
Sion sufficient to fill at least the volume enclosed by the electric induction heating device. The chromium and / or manganese containing slag is retained together with the metal collector in the converter, after which the process is repeated by a further addition of reducing agents; etc ... Reference has been made above to the introduction of chromium and / or manganese by this process but, of course, other metals can also be introduced in a similar manner or, instead of chromium and / or manganese, by the use of suitable reducible metal oxides.
Other details and features of the invention will emerge from the description given below, not <EMI ID = 13.1>
an apparatus comprising electric induction heating, in which the method according to the present invention can be carried out
FIGS. 1A to 1D represent an electric induction converter in the different steps of the method according to the present invention.
The apparatus illustrated in Figures 1A to 1D is
of a known type described previously for example in the patent
of the United States of America 3 934 863. The main parts of the apparatus include a converter 1 provided with a heating system in the form of an inductor 2 which encloses a duct
melt 3. A nozzle 4 is arranged for injecting fluid into a melt inside the converter. This fluid can for example comprise gases or suspensions of a solid powder in a carrier gas. In the latter case, the apparatus also includes a powder preparation unit (not shown). The converter is also provided with a top opening 5 for charging molten material and
of solid material in the form of pieces. A drain hole for discharging the melt is designated by the reference
6. This drain hole is arranged in the front wall 8 of the converter, that is to say this wall which is oriented in the same direction as the inductor 6 and the duct 3. A drawer is designated by the reference 7 . The front wall 8, with a part
sloping bottom 9 above the melt pipe 3 and
a conical top portion 10, forms a tank 11 having
a volume such that when the converter is tilted to the horizontal position (Figure 1D) the melt and slag obtained in the converter during the process according to the present invention can be located below the orifice
nozzle 4.
In the preparation of refined or super-refined ferro-chromium, the process according to the invention can be carried out as follows by � � � � � � � � � � �
example. If we refer to Figure 1A, and we admit that
the converter is in the starting position of a cycle, according to the invention the converter contains a collector 15 of molten metal as well as a layer of slag 16. The molten mass of metal 15 comprises refined or super-refined ferro-chromium which was prepared in a previous work cycle. The milkman
16 which may be molten or in the form of particles exhibits a
<EMI ID = 14.1>
(FeO). A reducing agent is added by means of a ladle 12. The reducing agent is advantageously ferro-silicon-chromium. A typical composition of this material is approximately
45% Si, 40% Cr, 15% Fe and 0.02 to 0.03% C. At the same time as the reducing agent is added in this way, lime (CaO) is also advantageously added in a sufficient amount. to fix the silicic acid which forms during the oxidation of
<EMI ID = 15.1>
In this case, ferro-silicon-chromium is prepared in the same plant where the process according to the invention is to be carried out, or if ferro-silicon-chromium is available from another � way in molten form, it is naturally added to the converter in this form.
As soon as the reducing agent and lime have been added, the converter is turned to the vertical position
(FIG. 1B) and a fluid is injected, for example a gas such as
nitrogen gas, air or argon, via the
<EMI ID = 16.1>
lime are then stirred very intensely, resulting in
<EMI ID = 17.1>
By adding silicon in the form of ferro-silicon-chromium in a sufficient content in this phase of the operation, any
<EMI ID = 18.1>
are reduced. According to the invention, the ferro-silicon-chromium is actually added in excess, i.e. more than <EMI ID = 19.1> is added
of iron and chromium in the slag. This means that when all of the iron oxide and chromium oxide in the slag have been reduced, the molten metal contains a high silicon content. More specifically, the amount of chromium ferro-silicon added is such that the silicon content of the melt, after the reduction process has reached equilibrium, is at least 5% and preferably at least 5%. at least 15%.
The slag formed in this way may include
<EMI ID = 20.1>
low. On the other hand, the volume of slag is considerable. This slag which is designated by the reference 18 in the figure is
now exhausted through the top opening 5 of the converter, as shown in Figure 1C. Reference 19 designates the melt containing a high silicon content, located below the slag layer 18. The melt pipe 3 is also filled with this same molten metal mass.
18
When virtually all slag / iron containing
and chrome has been emptied through opening 5, the converter is
<EMI ID = 21.1>
then injects through the nozzle 4 a suspension of concentrate of
<EMI ID = 22.1>
of the pocket in the same manner as that illustrated in Figure 1A. This addition of lime can be carried out before the injection of the concentrate starts or when it ceases. For this reason,
the converter is tilted into the intermediate position illustrated in FIG. 1A. It is also possible to inject the lime in powder form together with the concentrate by
the nozzle 4. The amount of silicon present in the mass
<EMI ID = 23.1>
nozzle 4. The silicic acid is fixed by lime in the same way as in the phase described above. The temperature of the melt is maintained at an appropriate temperature � 1 � � � 1 � � �
<EMI ID = 24.1>
this temperature exceeding at least the liquidus temperature of the metal, by the supply of electrical energy by means of a heating device � by induction 2 by which the metal is heated in line 3. When injecting the concentrate and gas through the nozzle 4, the contents of the converter are very intensely agitated and this stimulates the metallurgical reactions and transports the metal heated from line 3 to each part of the bath. The mixture of the various components set in motion during the various phases of the process by injection through the nozzle 4 has been given the general reference 17 in FIG. 1B.
When the amount of concentrate injected by the nozzle 4 is such that the silicon content has decreased to such a low value that an appreciable part of the injected concentrate begins to be hardly reduced, the injection of concentrate is interrupted. The chromium content of the slag depends on the silicon content of the melt following a certain functional relationship which in turn depends on the basicity of the slag. In the case of a basicity of, for example, 1.5, it is advantageous to interrupt the first injection of concentrate when the silicon content has fallen to about 5% in the melt, preferably as soon as there is a content. silicon of 8% of the melt. The slag is then discharged again, after which the converter is returned to the vertical position.
The injection of chromium ore concentrate is then continued until. that the silicon content of the melt drops to the required level. The silicon content is advantageously reduced to less than 1%. The slag obtained
under these conditions contains a considerable content of chromium oxide. This slag, which is designated by the reference 20 in Figure 1D, is therefore retained in the converter while the finished product, refined or super-refined ferro-chromium, <EMI ID = 25.1>
through the drain hole 6. Only a relatively small amount of molten metal is retained, so as to fill the conduit 3 when the converter is returned to the starting position
<EMI ID = 26.1>
The process is similar for the preparation of refined or over-refined ferromanganese.
However, in this case it should be borne in mind that manganese and manganese alloys have a lower point
of fusion, a higher vapor pressure and a greater affinity for oxygen than chromium. A siliciummanganese (SiMn) alloy with silicon contents of approximately
15 to 20% and carbon contents of about 1 to 2% is an ordinary commercial product such as refined ferro-manganese having 1 to 2% carbon. Silicon-manganese with
silicon and carbon contents corresponding to normal conditions in silicon-chromium, that is to say 40% silicon
and about 0.05 to 0.10% carbon, is also produced.
In the preparation of refined ferro-manganese according to the invention, the degree of silicon-manganese mentioned first is advantageously taken as the base, i.e. siliciummanganese containing about 15 to 20% silicon and about 1 to
2% carbon. When it is necessary to produce super-refined ferro-manganese according to the invention, the degree of silicon-manganese mentioned last is advantageously taken as the base, that is to say silicon-manganese containing approximately 30 to 50%.
silicon and less than about 0.2% carbon, usually about 40% silicon and 0.05 to 0.10% carbon. In both cases, but particularly in the latter, the whole amount of the reducing silicon or a part of it can be replaced by ferro-silicon.