CH172426A

CH172426A - Procédé de fabrication de ferro-alliages à très basse teneur en carbone.

Info

Publication number: CH172426A
Authority: CH
Inventors: Societe D Electrochimie Ugine
Original assignee: Electrochimie Electrometallurg
Priority date: 1933-11-22
Filing date: 1933-11-22
Publication date: 1934-10-15

Description

Proc6d# de fabrieation de forro-alliages ä tAs basse teneur en earbone. La. produetion de ferro-alliages, et notani- meni, d'alliages de elirome et de manganAe, par action r6duetrice du earbone sur le mi- nerai, ne permet pas, m6me si le r6,dueteur est en quantW insuffisante, d'atteindre de irM faibles feneurs en earbone; la phiode d'affinage pour earbone du mkal r#duit, en d(-',but d'ophation, au contaet du laitier, Ws oxyd6 parce qu'insuffisamment r6duit, en- traine une oxydation consid6rable de l'#16- ment utile tel que ehrome, ou manganAse par exemple, et un abaissement correspondant du titre de Falliage qui, de ce fait, cesse de rg- pondre aux normes, commeraiales exigAes.

La r6duetion des oxydes contenus dans le minerai dont on part pour obtenir le ferro- alliage eherch6, Hduetion par des r6dueteurs nikalliques tels que, par exemple, le sili- eium, a11i6s ou non ä l'616ment de base du ferro A basse teneur ä r6aliser, et dans fous les eas exempts ou presque de earbone, per- met l'41aboration de ees alliages ä basse te- neur, sans introduetion de earbone. Mais on doit, au cours de cette op6ration, 61iminer la presque int6gralit6 du r6dueteur mkalli- nue qui tend ä rester a11i6, en partie, dans le ferro-alliage reehereh6. Cette ophation qui s'effeetue g6n6ralement par oxydation du r6ducteur aux d6pens de FoxygAne d'un lai- tier charo,6 en oxydes des 6Mments de base du ferro envisag6, pr6sente de grosses diffieult6s.

Plus, en eifet, Pop6ration d'61imination du rg#due-beur m6tallique (le silieium par exemple) se poursuit, plus les oxydes r6clue- tibles du minerai fündu en prgsence du r6- dueteur scnt dilugs par les oxydes aux- quels ee rAdueteur mAallique a donn6 nais- sance et par les -bases destinks ä le saturer pour rompre l'6quilibre chimique qui tend h, s'6tablir. La Haction devient paresseuse, les khanges de bain mkallique fondu ä, laitier se font de plus en plus lentement; il faut dAcrasser pour recheroher une nouvelle quan- tit6 de minerai riche en oxyde et la fondre pour poursuivre lopgration d'61iminatic>n du r6dueteur m6tallique. Ces opha-Hons ded6- erassage sui-vies d'une nouvelle eliarge figent le bain mMallique, d'autant plus r6fraetaire qu'il est plus pr & s de l'affinage d6sir#.

Or, on sait que la fusion d'un eulot mkal- lique au four #lectrique est malaisge, en rai- son de la trop grande condu-etibilit,6 du mkal. La,consommation de kilowatts s'aecroit beau- coup de ce fait, ainsi que tous les postes du prix de revient qui sont solidaires de üette consomma,tio.n. Parallölement, le contaat de la ou des gleetrodes avec les produits ä fondre se prolonge d'aufant, provoquant une aseen- sion r6guli6re du titre en carbone au fur ei k mesure de l'61imination du T6dueteur m6- tallique par les oxydes r.6duetibles du laitier fondu. Enfin, les -chauffes prolong6es ä W#s haute temp6rature ont une #cons6quenee Usas- treuse sur la tenue des garnissages ei des vorites.

En r6sum6, on remarque qu'au cours de Fopkation d'61imination du rAdueteur mkal- lique, la fusion est rapide au d6but, ia-eilitk qu'elle est, dune paxt, par le titre 61ev6 en oii#y-d-es du minerai ü, fondre (ce qui rompt l'6quilibr,9 en faveur dune oxydation rapide du r#dueteur mitallique employ6, a-ccompagn6 d'un dggagem-ent de chaleur appo.rtg par la r6act-ic,ii), d'autre part, par l'616ment fondant apport6 par les oxydes qtti prennent naissance au cours de la r6aetion. Puis la r6aetion de- vient trk pa-resseuse; il faut Uerasser poLir rompre l'6quilibre mUal laitier; la fusion de la, deuxi6me charge ei des suivantes, s'il y a lieu, devient alors trA lente au contaet #d'-Lin bain mkallique figg par le changement de laitier ei dont la teneur en mAtal r6dueteur est infhieure ou 6gale ä 5 %.

Si Yon veut obtenir des alliages ä tr#s faible teneur en r6duateur - 0,50 % ou mAme 0,10% - plusieurs dkrassages -ueces,3is s'i posent, mais ils ne'#do-nneut pas de r6sul- tats r6guliers.

La prgsente invention permet d'gviter ces .diffie.i:0,t6s ei dobtenir rapidement et avee r6- gularit6 des ferro-alliages (ferro--ehromes ei ferro-mangankes par exemple) ä tr6s basse teneur en carbüne avee 61imination aussi com- pIke que possible du r6dueteur mkallique. Selon le pro,c6d6 qui en fait Pobjet, on r6alise cette Mimination en brassant violem- ment avec Falliage fondu contenant une cer- iaine quantit6 du r6ducteur m6tallique, un RTI ID="0002.0277" WI="10" HE="4" LX="1216" LY="317"> laitier fondu ei fluide, eapable d'oxyder ledit r6dueteur. 11 r6sulte de ce -brassagge violent un renouvellement continu rapide ei intime. du contaat de toutes les paxties du mkal avec toutes celles du laitier oxydant; la durk de P#limination du r#dueteur gtant Jautant plus rkluite que, ce,contaet sera plus intime.

Dans tous les eas, soit que le lai-her tra verse le mRal, soit que le m6tal soit Vers. sur le laitier, l'ophation peut ne durer qu'une minute environ ei point n'est besoin de mettre en jeu un apport de,chaleur ext6rieure.

Le laitier oxydant qui doit r#agir sur le m6tal peut Atre: soit fondu ä, Favance dans un four appropri6, en quantit6 ei de compo- sition strietement d#termin#es pour que F & quilibre ä atteindre au cours du brassagge cor- responde, le cas 6ch6.ant, ä l'61imination to tale de l'616ment r6duet-eur mAtallique asso:ei6, ä l'alliaoe fondu ä travailler, soit cou16 du four Mime aü Falliage a 6t6 produit par aa- tion sur le minerai du r6ducteur m6tallique allie' ou non au m6tal de base du ferro d6car- bur6 ä 61aborer. Dans ce deuxiAme cas, le m,Ame laitier qui ne r6agissait pas sur le bain m6tallique fonclu, dans les con-ditions op6ratoires du four de fusion, termine l'op#- ration au cours du brassage, par suite du bouleversement dü au brassage 6,nergique de ia masse: m6tal fondu-laitier.

# Oli a pu constater sur des ferro#alliaa"e,3 ä basse teneur en carbone, obtenus conformA- ment ä Pinvention, que: 10 lie dApart du r6duateur m61allique pendant Fintervalle de temps tr#s court que dure lop6ration, peut Ure pouss6 aussi loin qu'on le Usire, c'est-h-dire jusqu'ä des te- neurs r#siduaires comprises entre 0,02% ei 0,10%, ce qui permet de r#pondre ä toutes ]es exiggences des aeifties; 20En op6rant to-ujours idans des condi- tions analogues (composition ei quantit6 du mAal ei du laitier en pr#s,ence, ainsi que mode op6ratoire de leur mise en contatt in- time et rapide), les r,6sultats sont r6-uliers zn ei: permettent d'6viter le dklassement des coulks.

Ces Hsultats tiennent au fait que le nou- vel huilibre, m6tal-Iaitier recherch# est pra- tiquement atteint dans toute la masse simul- tan#ment; et ce qui 1,9 prouve ü'est qu#e si, par la suite. le contact m6tal-laitier eist prolon-,#, la teneur du m#tal en #Mment r6duct-eur m#- tallique ne change pratiquement plus.

La nature des parois du rkipient daus le- quel on effectue ce brassage m#tal-laitier n'influe pas sur la r6action recherelik, la durk de l'op6ration 6tant trop courte.

La tempkature du mAal est sans grancie influence. II suffit que le mkal soit bien fluide au Ubut de Fophation, la chaleur d#- Olag#e par Fop6ration permettant de lui gar- t3 der toute sa fluidW jusqu'ä la fin.

Si Fon cherühe h, obtenirdes ferro-ehromes par exemple, en utilisant du silicium comme rodueteur nikallique, on pourra, -,ra^ce au pre- #ent proc#U: soitobtenir directement, en une seule op#ration, et par Faetion sur le ferro- allia-e Tun laitier oxydant fondu ä part, un f-erro-chronie r#pondant aux normes cou- i-ante." soit 0,50 ä 1 % de Si; soit d6p1") cer l'##tat d'#quilibre dans le sens dunü Usilicia- tion plus po-Liss6e encore en brassant le Ial-- fier ei le m#tal provenant tous deux du trai- tement d'-Line eharge compos6e d'un m61ange de S#ilico-,ehrome, de minerai etde bases, sitat la fusion bien liquide r6alis6e: soit enfin atteindre des taux de Usiliciation extrAme- ment pouss#s (rierro-,c'hrome ä mo#ins de 0"10/'0 Si), qu'une seule ophation ne per- metfrait pas Tatfeindre. Daus oe dernier cas, le nikal desilici6 (Si compris entre 0,50 et 1 '/ri_) au cours d'une premihe opAration de bi#q-i#s,i,ge, üst brassg ä nouveau au conta-et Tun laitier fondu ä part, et tr6s oxyd6. Le laitier qui a. ainsi travailM sur du Fe-Cr ä 1 17, de Si maxii-num peut Ure utilis6, ä nou- veau pour premiöre Usiliciation du silico- ehrome par brassage, il est conserv# liquide dans le four de pr6paration de laiti-er oxy- dant de Usiliciation. La quantit6 de laitier ä emplo-ver sera uniquement fünction de la teneur en Si de Palliage fer silicium elirome ä, #d6silipier, te- lieur en Si lik ä la teneur en carbolie vis.6e pour le ferro-chrome ä Maborer.

Le brassage de la masse. mAtal fondu- laitier oxydant pourra Atr-e r6alisg m6caiii- quement, par exempl#e pax baseulement vio- lent d'un rkipient contenant le nikal et le laitier, pneumatiquement par soufflage d'un par exemple de Fair, pour provoquer le brassage intense de la masse. Ce brassa 'ge doit Atre violent pour en limiter la durk. On peut aussi le r6aliser de faQon simple et konomi- que en re-courant ä une poche de coulk qui re- ("oit d'abord le laitier, soit fondu ä part, soit cou16 du four ä alliage silico-,chrom-e ou autre.

Pais on coule le mgtal en gros jet sur le laitier; ee dernier remontant en surface, ce qu,- multiplie les surfaces de coniaet mkal et laitier. On constate alors qu'en Upit de la durk trAs bAve de Fopkation, F#limination du r6ducteur mAallique (silicium par exem- ple) est pratiquement termin6e, Us que, le lai- tier, -par U.cantation, s'est rassemb16 au- dessus du m6tal; la eonstance, des r4ultals obtenus est parfaite sous rgserve de respeet-er les conditions de poids respeatifs du m6tal et du laitier et de #compositio#n de ceux-ci. Avec des poches de dimensions courantes, le r#sul- tat s'obtient iaeilement.

Au lieu de verser le, m6tal sur le laitier, on peut Po-alement verser le laitier dans la poelie en mAme temps que Fony verse Pal- liage fondu -qvec une violence tell-e que Fon provoque le brassage intense du mkal et du laitier.

Tous autres moyenz que la poche peuvent d'ailleurs Rre mis en o3uvre pour assurer le brassage. Cepen#dant, la poche est plus avan- tageuse, ear de r6alisation plus simple, pour obtenir un Hsultat meilleur.

On a indiqu# ei-apr6s quelques exemples de mise en ecuvre du pro,c6d6 selon la pr & sente, invention.

Exemple I. On a op#M la Usiliciation de 600 ko- de m6tal contenant: C

silicium 48,35% èr 16,22% ,e'hrome 35,20% ea,rbc>ne 0,082 % ä Vaide de 3.2,00 kg de minerai (formant lai- tier oxydant) fandu dans un four manage' a' oet effet ei de üomposition:

cr2,0, 29,83% A1203 6,86 Iwo Sio2 3,21% Cao 45,737o Fe0 6,96% mg0 7,25- % Ce, laitier oxydant et le mgtal ont M6 CoulAs simultan6ment dans une poche qui, Us qu'ell,9 efit re#u les coustituants de la r6aetion, a 6t6 couduite au chantier de coulAe au-dessus des lingoti#res.

Il s'est 6cou16 quatre minutes entre le de- but de la coulge en poclie ei le d6but de la coulge du- m6tal dans les lingoti#res.

Le m6tal de la premi6re lingotiAre conte- kD nait-

silicium 0,89% carbone 0,0,68% II a M6 übtenu 9 80 kg de m6ta,1 de com- position marc'han-de en une seule cp6ration, tr#s abrAo,6e par rapport ä ce qu'aurait W zn une fusion dans un seul four, avee action de laitier en surface du bain mgta.Ilique fondu dgoilieier.

Exemple II. Apr6.9 avo-ir charg6 dans un four 300 kg de silico-chrome de üomposition:

chrome 37,20% fer 12,30% silicium 49,53% carbone 0,10% ei800 k- de chromite mAlano,6s ä 720 kg de nC ,chaux, ei abtenu dans ce four un mMal de composition.

Cr 69,80% Fe 29,05% si 0,51% C 0,08-% ün a cou16 le laftier dans une poche, piiis l'6vae,uation du laitier hors du four terminAe, on a, conform6ment h, Finvention, #cou1A rapi- clement ei- ä gros jet, dans la poche, le m6- tal restant dans le four. Le mRal se mAlan- gea intimement au laitier avee brassage in- tense.

La dur6e de Pop6,ration fut d'une minute ei la composition du m6tal en fin d'op6ration fut:

Cr 70,507o C 0,07% si 0,08% Fe 28,90% On adone, pouss6, en peu de secondes, la elAsiliciation fort loin, grace au contaet intime r#alis6 dans toutes ses parties entre1,9 m6tal ä Usilicier ei le laitier eneore oxyd6 qui se trouvait en contaet dans le four avant 6va- cuation dans la poelie; ce Hsultat n'aurait pu Atre übtenu autrefois quavec un d6erassage co,mplgmentaire ei un affinage subs6quent d'une heure environ sans aucun-e certitud#e d'aiteindre un fel de-gr6 de #d6siliciation.

Claims

REVENDICATION: Proc6d6 de fabrication de ferro-alliages ä tr6s basse teneur en earbone, ä partir de ferro- alliag,es obtenus par aetion d'au moins un agent r6du#eteur m6tallique sur du minerai, ei contenant, par suite, une eertaine quantit6 d'un tel agent r6dueteur, #earact & risg en ce que, pour Aliminer le r6ducteur m6tallique en question, on brasse violemment avee Fal- Haue A l'6tat fondu, un laitier fon-du ei fluide eapable d'oxyder ledit r6clueteur SOUS-REVENDICATIONS: 1 ProcM6 selon la, revendication, earaet6ris6 en ce que Fon rAalise le brassage en ver- sant violemment le fürro-alliage, en gros jet ei d'une hauteur suffisante, dans le bain de laitier. 92 Proc6d#6 selon la revendieation, earaci#ris# en ce que Von r6alise le brassageen versant ,simtiltan6ment avee violenoe le ferro- alliagge ei le laitier fondu ei fluide daus un r6eipient. 3 Proc6d6 selon la revendieation, earact6ris# til ce que Fon r#alise le brassage violent par injection d'un gaz dans la masse forink. de m6talet de laitier fandus.