CH285854A - Procédé de décarburation de ferro-chrome riche en carbone. - Google Patents

Description

  Procédé de     décarburation    de ferrochrome riche en carbone.    Le ferrochrome est un alliage de fer et de  chrome dont la teneur en chrome est comprise  d'ordinaire entre 60 et 750/0, maïs peut, dans       certains        cas,        ne        pas        dépasser        50%        ou        attein-          dre    99%. Cet alliage peut aussi contenir du  silicium en proportion atteignant     2511/o.     



  Pour préparer certains alliages de fer con  tenant du chrome, il est extrêmement avanta  geux d'employer du ferrochrome à très faible  teneur en carbone. On peut obtenir du     ferro-          chrome    à faible teneur en carbone par réduc  tion de minerai par le silicium. Les matières  premières consistent principalement. en mine  rai de chrome, en silicium ou en alliage de  silicium et. fondants. La préparation s'effec  tue à l'état fondu, généralement dans un four  électrique à arc découvert.

   La réduction du  minerai de chrome s'effectue conformément à  l'équation suivante:         Fe0Cr203    + 2 Si - 2 Cr + Fe + 2     SiO2       Un autre procédé connu consiste à prépa  rer le     ferrochrome    à faible teneur en carbone  par     décarburation    du ferrochrome à forte  teneur en carbone en présence d'un oxydant,  ces deux produits étant à l'état solide. Parmi  les oxydants qui peuvent servir à cette opé  ration, on peut citer les oxydes métalliques  tels que les oxydes de chrome, de fer et de  manganèse, ou les sels oxygénés tels que les  carbonates.

   Pour effectuer la     décarburation,     on commence par broyer à l'état de très fine  division, c'est-à-dire en particules d'une gros  seur de préférence inférieure à 30 microns,- le    ferrochrome riche en carbone et l'agent oxy  dant choisi en proportions suffisantes pour  réaliser la     décarburation    voulue, puis on les  mélange intimement. Une fois le mélange  effectué, on forme avec le produit broyé des  granules, de façon à amener en contact les  particules réagissant entre elles et à ménager  également les interstices nécessaires à l'échap  pement des gaz de la réaction.  



  Il est avantageux d'effectuer à grande vi  tesse et dans le vide la réaction de     décarbu-          rat.ion    du     ferro-chrome    riche en carbone, de  façon à abréger le temps total pendant lequel  la charge doit rester dans le four. Cette con  dition peut être réalisée en augmentant la  température de traitement. Cependant, cette  température est limitée par la température du  commencement de fusion du ferrochrome  riche en carbone dans les granules. La tempé  rature initiale-du four étant supérieure à la  température du commencement de fusion, il  en résulte une fusion partielle de la charge  q111 provoque la fin prématurée de la réaction  en obturant les interstices des granules et en  empêchant les gaz dégagés par la réaction de  s'échapper.  



  A titre d'exemple de ce fait, on a constaté  que si on chauffe des granules se composant  de     ferrochrome    riche en carbone contenant       environ        70%        de        chrome        et        40/0        ou        davantage     de carbone en mélange avec un oxydant appro  prié à une température supérieure à la tempé  rature du     solidus    du ferrochrome riche en  carbone,     mais    inférieure à l300  C, le ferro-      chrome riche en carbone commence à fondre.

    Ce commencement de fusion est encore plus  accentué lorsque la teneur en carbone du  ferrochrome riche en carbone diminue et  atteint la valeur qui correspond à la compo  sition eutectique de l'alliage, qui est d'envi  ron     2,7b/o    de carbone. Il résulte de cette  fusion qu'une pellicule se forme sur les gra  nules et empêche la     décarburation    de conti  nuer à. l'intérieur. L'intérieur des granules  ayant subi ce traitement apparaît sous forme  de mélange n'ayant pas réagi analogue à de  la pierre. Pour remédier à cet inconvénient,  on peut décarburer les granules à une tempé  rature inférieure à 1265  C, mais à cette tem  pérature plus basse, la durée du traitement  de     décarburation    se prolonge d'une manière  excessive.  



  La présente invention permet d'effectuer  la     décarburation    en phase solide du     ferro-          chrome    riche en carbone à une température  initiale plus élevée et à une vitesse de réac  tion plus grande que jusqu'à présent, sans  qu'il en résulte de conséquence nuisible.  



  Elle permet en outre d'éviter un broyage  à l'état de fine division du     ferrochrome    riche  en carbone avant de le décarburer.  



  Le procédé selon l'invention pour la     dé-          carburation    du ferrochrome riche en carbone  est caractérisé en ce que l'on broie ce     ferro-          chrome    riche en carbone, on oxyde partielle  ment le ferrochrome riche en carbone broyé,  de faon à obtenir un rapport moyen entre  l'oxygène et le carbone supérieur à 1,3 en  poids et à former une couche réfractaire sur  les particules, puis on chauffe le ferrochrome  riche en carbone partiellement, oxydé sous une    pression inférieure à la pression atmosphéri  que et à une température inférieure -à la tem  pérature de fusion de cette couche réfractaire  pendant un temps suffisant pour provoquer  la     décarburation.     



  La couche réfractaire sert à fournir l'oxy  gène qui doit réagir avec le carbone à. l'inté  rieur des particules et permet, également., en       raison,    de son point de fusion élevé, de chauf  fer les particules à une température supé  rieure au point de fusion du noyau pendant  la réaction de     décarburation    sans fusion  superficielle des particules. En chauffant. le  produit ainsi préparé, dans le vide, à la. tem  pérature plus élevée voulue, on réalise la     dé-          carburation    à une vitesse impossible à, attein  dre jusqu'à présent dans la pratique.

   On  forme de préférence avec le produit des gra  nules avant le traitement de     décarburation.     On peut utiliser à cet effet un liant, tel que  le glucose et la mélasse.  



  Les essais comparatifs suivants font appa  raître l'avantage du procédé suivant l'inven  tion, qui empêche la formation d'une pellicule  fondue sur les granules au cours de la     décar-          buration    rapide à haute     température,    par rap  port aux procédés suivant lesquels le     ferro-          chrome    riche en carbone broyé et l'oxydant  sont. à l'état de particules séparées dans cha  que granule.  



  Pour préparer les granules, on fait. subir  à du ferrochrome broyé riche en carbone     con-          tenant        4,47%        de        carbone        un        traitement        de     séparation par l'eau de faon à éliminer la  poudre extrêmement fine.

   La séparation par  grosseurs du reste du produit donne les résul  tats suivants:         5,0%        sont.        retenus        par        un        tamis    à     mailles        de        0,147        mm          13,6%        sont.        retenus        par        un        tamis    à     mailles        de        0,

  104        mm          13,6        %        sont        retenus        par        un        tamis    à     mailles        de        0,074        mm          52,5%        sont        retenus        par        un        tamis    à     mailles        de        0,

  043        mm          15,0%        passent    à     travers        un        tamis    à     mailles        de        0,043        mm       On chauffe ce produit à 1100  C pendant  une heure.

   On constate par l'analyse qu'il       contient        3,92%        de        carbone        et        6,62%        d'oxy-          gène.    On prépare des granules N  1 à partir  de ce produit avec un liant au glucose.    On prépare des granules N  2 avec un mé  lange de ferrochrome à l'état de fine divi  sion oxydé et de ferrochrome riche en car  bone. On a. obtenu avec ce même mélange,  au cours d'essais antérieurs pendant lesquels      la température de     décarburation    a été d'en  viron l.300  C et la durée de traitement d'en  viron 20 heures, une teneur finale en carbone  de 0,02 %.  



  Au cours de l'essai comparatif, on a  chauffé simultanément les granules N  1 et  les     granules    N  2 dans le vide, en partant  d'une température initiale de 20  C pour  atteindre     1400     C en     23@        heures,    puis on a  maintenu cette température de     1400     C pen  dant 5 heures. En examinant. les granules  après l'essai, on a     constaté    que les     granules     N  2 s'étaient recouverts d'une pellicule et,  en les cassant, qu'ils avaient fondu an centre,  tandis que les granules N  1. ne s'étaient. pas  recouverts de pellicule ni n'avaient. fondu.

   La  teneur en carbone des granules N  2 était de       0,15%        après        l'essai,        ce        qui        indiquait.        que        la          décarburation    était incomplète. Au contraire,  les granules N  1, constituant un produit.  obtenu     comformément    à     l'invention,    ne conte  naient que 0,02% de carbone.

      En réglant avec précision l'oxydation  superficielle du     ferrochrome    riche en carbone  en ce qui concerne la durée et la température,  il est possible d'obtenir un rapport moyen  convenable entre l'oxygène et le carbone qui  permet de réaliser une     décarburation    sensible  ment complète sans autre addition d'agent  oxydant. Mais un mode de faire plus simple  consiste à mélanger deux ou plusieurs charges  de ferrochrome riche en carbone partielle  ment oxydé, de façon à obtenir un mélange  contenant le rapport voulu entre l'oxygène  et le carbone et à préparer les granules à     dé-          carburer    à partir de ce mélange.

      Il n'est, pas nécessaire, dans le procédé  suivant l'invention, que la grosseur moyenne  des particules soit d'environ 30 microns et on  a obtenu des résultats complètement satisfai  sants avec des granules d'un diamètre cinq  fois plus grand.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé de décarburation du ferro- chrome riche en carbone, caractérisé en ce qu'on broie ce ferro-ehrome riche en carbone, on oxyde partiellement le ferrochrome riche en carbone broyé, de façon à. obtenir un rap port moyen entre l'ox-ygène et le carbone su périeur à. 1,3 en poids et à former une couche réfractaire sur les particules, puis on chauffe le ferrochrome riche en carbone partiellement oxydé sous une pression inférieure à. la. pres sion atmosphérique et à une température infé rieure à la. température de fusion de cette couche réfractaire, pendant un temps suffi sant pour provoquer la. décarburation. II.

   Ferrochrome à faible teneur en car bone obtenu par le procédé suivant la reven dication I. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé de décarburation suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'on forme des granules avec le ferrochrome riche en carbone partiellement oxydé avant de le chauffer. 2. Procédé de décarburation suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'on chauffe le ferrochrome riche en carbone par tiellement oxydé à une température comprise entre 1300 et 1400 C.