CH316850A - Procédé pour abaisser les teneurs en silicium et en soufre de la fonte - Google Patents

Description

  Procédé pour     abaisser    les teneurs en silicium et en soufre de la fonte    Un problème important de la sidérurgie est  la désulfuration de la fonte. La recherche de  la production, dans les hauts-fourneaux, de  fontes à teneurs relativement basses en soufre  oblige à produire des fontes à teneurs en man  ganèse élevées, et ceci ne suffit généralement  pas encore, si bien que l'on traite souvent ul  térieurement la fonte par des produits à base  de soude, ou par de la chaux, etc. Il est connu  également de désulfurer la fonte par des lai  tiers ne contenant pas d'oxyde de fer, ni de  manganèse, ou seulement des teneurs infimes  en ces oxydes.  



  Un autre problème     impôrtant    est la     désili-          ciation    de la fonte. Lorsque celle-ci est desti  née à être soufflée dans un convertisseur basi  que, une haute teneur en silicium gêne la     dé-          phosphoration    recherchée et oblige à ajouter  une quantité de chaux supplémentaire ; elle  augmente également les pertes en fer par pro  jection et dans la scorie, ce qui est une source  d'accroissement du prix de revient. Enfin, les  irrégularités fréquentes des teneurs en silicium  du haut-fourneau sont source d'irrégularités  dans la marche du convertisseur basique et la  qualité de l'acier produit.

   Lorsque la fonte est  destinée à être ajoutée dans un four     Martin    et  que la charge doit être déphosphorée, il y a  encore intérêt à en abaisser la teneur en sili-         cium,    car plus la teneur en     silicium    est élevée  et plus la déphosphoration est gênée, et plus  il faut ajouter de chaux et de minéral de fer.  Il est connu qu'une telle     désiliciation    de la  fonte peut être obtenue, soit en soufflant de  l'air ou de l'oxygène dans la fonte, soit en trai  tant celle-ci par un laitier riche en -oxyde de  fer.  



  La présente invention permet d'obtenir par  un seul traitement par laitier à la fois la     désul-          furation    et la     désiliciation    de la fonte,     c'est-à-          dire    le résultat qui ne pouvait être obtenu jus  qu'ici que par l'usage successif de deux laitiers,  l'un exempt d'oxyde, l'autre oxydé,     c'est-à-dire     au prix d'une grande complication.  



  Le procédé suivant l'invention est caracté  risé par le fait que l'on traite la fonte par un  laitier renfermant, à côté d'au moins un agent       désulfurant,    un ou des oxydes tels et en quan  tité telle qu'il se produise d'abord une oxyda  tion d'une partie au moins du silicium contenu  dans la fonte, avec enrichissement concomitant  du laitier en silice, et on prolonge l'action du  laitier, après cette oxydation du silicium, pen  dant un temps suffisant pour que les éléments  désulfurants amènent une désulfuration de la  fonte.  



  Parmi les éléments désulfurants à mettre  en     oeuvre,    on peut citer les oxydes basiques,      tels que la chaux, la magnésie, la baryte, la  soude, etc. Les oxydes destinés à réduire la  teneur en silicium seront de préférence les oxy  des de fer et/ou de manganèse.  



  D'une manière générale, on choisit donc  le laitier à mettre en     oeuvre    de telle sorte que  sa composition, après élimination des oxydes  et remplacement de ceux-ci par de la silice, ait  un caractère désulfurant.  



  Au début du traitement, le silicium réduit  la plus     grande    partie de ces oxydes ; le laitier  s'enrichit parallèlement en silice, qui s'unit  aux bases et la quantité et la composition du  laitier initial ayant été choisies de telle sorte  qu'après cet enrichissement en silice, le laitier  reste fondu, d'une part, et ait un caractère     dé-          sulfurant    de l'autre, il se produit, au cours de  la prolongation de l'opération, une     désulfura-          tion    substantielle de la fonte.  



  Ces deux conditions : laitier final fondu à  la température de la fonte, qui est générale  ment nettement plus basse que celle de l'acier  et, d'autre part, laitier à pouvoir nettement     dé-          sulfurant,    limitent fortement le champ des  compositions de laitier     utilisables,    surtout si  l'on recherche des compositions essentielle  ment à base de produits courants, pour ne pas  grever le prix de revient, car les laitiers sont  d'autant plus     désulfurants    qu'ils sont plus ri  ches en base et parallèlement plus réfractaires.  C'est ainsi que les laitiers désulfurants couram  ment employés pour le traitement de l'acier ne  sont point fondus aux températures usuelles  des fontes.  



  Pour déterminer cette composition du lai  tier initial, il est recommandé de procéder de  la manière suivante : on se fixe par avance le  type de laitier auquel on désire aboutir à la  fin de la     désiliciation.    Ce laitier doit être     dé-          sulfurant    et doit contenir de la silice.  



  Dans l'analyse du laitier ainsi choisi, on  remplace une partie ou la totalité de la silice  par de l'oxyde de fer et/ou de l'oxyde de man  ganèse et c'est cette nouvelle composition que  l'on choisit pour le laitier initial.  



  La quantité de laitier à mettre en     oeuvre     sera déterminée par la quantité de silicium à    éliminer de 1a fonte, compte tenu des propor  tions d'oxydes réductibles par le silicium qui  sont contenus dans le laitier.  



  Plus la proportion d'oxydes est grande,  plus la quantité de laitier à mettre en     oeuvre     pour l'élimination d'une même quantité de sili  cium pourra être faible.  



  Si la proportion d'oxydes est relativement  faible, on devra mettre en     oeuvre    une quantité  de laitier plus grande, mais on aboutira alors  à un laitier     final    moins riche en silice. La     dé-          sulfuration    sera ainsi facilitée, tant à cause de  la grande quantité de laitier mise en     #uvre     que de sa faible teneur en silice.  



  Il est le plus souvent nécessaire aussi que  le laitier soit bien fondu au début du traite  ment et le reste au cours de son évolution.  Cette condition se trouve en général automati  quement remplie si l'on fait appel aux types  de laitiers indiqués ci-dessus et ceci d'autant  mieux que le poids de laitier mis en     oeuvre    sera  grand et que la quantité de silicium à éliminer  de la fonte sera faible, ces deux facteurs agis  sant dans le sens d'une atténuation de la va  riation de composition du laitier au cours du  traitement.  



  Enfin, il est préférable, pour obtenir une  très bonne désulfuration, de maintenir en fin  d'opération, dans la fonte, une certaine quan  tité de métal réducteur. Celui-ci est normale  ment le silicium et la quantité d'oxyde intro  duite initialement dans le laitier doit être cal  culée de manière que la fonte contienne encore  après traitement une faible quantité de cet élé  ment. Cependant, celui-ci pourrait être rem  placé par un autre réducteur tel que l'alumi  nium, le titane, le calcium, le magnésium,  etc., que l'on aurait ajouté à la fonte en fin  d'opération.  



  Pour la mise en     oeuvre    du procédé, le trai  tement de la fonte peut être effectué dans un  four spécial ou dans un mélangeur. On peut  aussi procéder à des opérations de brassage  entre laitier et métal suivant toutes techniques  connues, par exemple par versement violent du  bain de fonte dans une poche contenant le lai  tier à l'état fondu. II est essentiel, dans tous les      cas, que le contact entre laitier et métal soit  prolongé suffisamment longtemps pour que,  une fois effectuée la réduction des oxydes, le  laitier ait le temps d'exercer son action     désul-          furante    sur la fonte.  



  En raison du caractère exothermique de la  réaction (réduction des oxydes par le silicium),  l'apport de     chauffage    extérieur en cours de  traitement peut être très réduit et même inexis  tant. Dans le cas où l'opération se fait dans un  appareil non     chauffé,    il est toutefois préférable  d'introduire le laitier à l'état fondu, ou tout au  moins préchauffé. Dans ce cas, non seulement  le bain- de fonte ne se refroidit pas en cours de  traitement, mais il peut même se réchauffer.  



  En dehors du fait qu'il ne nécessite que  peu ou pas du tout d'énergie calorifique, le  procédé objet de l'invention est particulière  ment économique, parce qu'il s'accompagne  d'une réintégration de fer et/ou de manganèse  dans la fonte. Les quantités de ces éléments  réintroduits sont variables suivant la nature  des oxydes mis en jeu     (Fe.103,        FeO,        MnO).     Elles sont pratiquement comprises entre 2,6 et  4 fois le poids du silicium éliminé.  



  Le procédé peut avantageusement être uti  lisé pour la désulfuration de la fonte directe  ment à la sortie du     haut-fourneau.    Dans ce  cas, la marche du haut-fourneau peut     elle-          même    être modifiée. On peut en particulier  opérer     avec'des    indices de basicité moins éle  vés et consentir à des réintroductions plus im  portantes de silicium. Le silicium est ensuite  partiellement remplacé par du fer et du man  ganèse, au cours du traitement de     désulfura-          tion.     



  Les exemples donnés ci-dessous illustrent  l'invention.  



  <I>Exemple 1</I>  On a à     désilicier    et à désulfurer une fonte  contenant  
EMI0003.0015     
  
    C <SEP> 3,3 <SEP> 0/0
<tb>  Si <SEP> 0,5 <SEP> 0/0
<tb>  Mn <SEP> 1,2 <SEP> 0/0
<tb>  S <SEP> 0,08%
<tb>  P <SEP> 2 <SEP> %       On traite cette fonte par un laitier ayant la  composition suivante  
EMI0003.0016     
  
    Ca0 <SEP> 39%
<tb>  CaF2 <SEP> 22%
<tb>  Fe@03 <SEP> 39 <SEP> 0/0       Le poids de laitier mis en     oeuvre    est d'en  viron 30 kg par tonne de fonte.  



  Au cours du traitement, la composition du  laitier varie par suite de l'oxydation du     silicium     par l'oxyde de fer, puis le laitier absorbe le  soufre de la fonte.  



  En     fin    d'opération, le laitier a la composi  tion suivante  
EMI0003.0020     
  
    Ca0 <SEP> 45 <SEP> %
<tb>  CaF2 <SEP> 25 <SEP> 0/0
<tb>  SiO2 <SEP> 26 <SEP> %
<tb>  S <SEP> 2,4%       Les teneurs en     silicium    et en soufre de la  fonte sont tombées respectivement à  
EMI0003.0022     
  
    Si <SEP> 0,2 <SEP> 0/0
<tb>  S <SEP> <B><I>0,01501o</I></B>       Les teneurs en carbone, en manganèse et  en phosphore de la fonte sont restées pratique  ment inchangées.  



  <I>Exemple 2</I>  On traite la même fonte que dans l'exem  ple précédent par un laitier dont la composi  tion initiale est la suivante  
EMI0003.0023     
  
    SiO2 <SEP> 7,7%
<tb>  Fe203 <SEP> 40 <SEP> %
<tb>  A1203 <SEP> 11 <SEP> 0/0
<tb>  Mg0 <SEP> 6,3 <SEP> 0/0
<tb>  Ca0 <SEP> 34,4%       Le poids de laitier mis en     oeuvre    est d'en  viron 30 kg par tonne de fonte.  



  A la fin du traitement, le laitier a la com  position suivante  
EMI0003.0025     
  
    SiO2 <SEP> 35 <SEP> %
<tb>  A1203 <SEP> 13 <SEP> %
<tb>  Mg0 <SEP> 8 <SEP> %
<tb>  Ca0 <SEP> 41 <SEP> %
<tb>  S <SEP> 1,8 <SEP> 0/0         Les teneurs en silicium et en soufre de la  fonte sont tombées respectivement à :  
EMI0004.0001     
  
    si <SEP> 0,2 <SEP> %
<tb>  S <SEP> 0,035       Les teneurs en carbone, en manganèse et  en phosphore sont inchangées.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour abaisser les teneurs en sili cium et en soufre de la fonte, caractérisé par le fait que l'on traite la fonte par un laitier renfermant, à côté d'au moins un agent désul- furant, un ou des oxydes tels et en quantité telle qu'il se produise d'abord une oxydation d'une partie au moins du silicium contenu dans la fonte avec enrichissement concomitant du laitier en silice, et on prolonge l'action du laitier, après cette oxydation du silicium, pen dant un temps suffisant pour que les éléments désulfurants amènent une désulfuration de la fonte. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce qu'on met en oeuvre un laitier dé- sulfurant contenant, outre au moins un agent désulfurant, au moins un oxyde d'au moins un métal lourd présentant un poids atomique de 54,93 à 55,85. 2. Procédé suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le laitier mis en oeuvre contient de l'oxyde de fer. 3. Procédé suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le laitier mis en oeuvre contient de l'oxyde de manganèse. 4.

   Procédé suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le laitier mis en oeuvre contient de l'oxyde de fer et de l'oxyde de manganèse.