CH324124A - Procédé pour abaisser les teneurs en silicium et en soufre de la fonte - Google Patents

Description

  <B>Procédé pour</B>     abaisser   <B>les</B>     teneurs   <B>en</B>     silicium   <B>et en</B>     soufre   <B>de</B>     la   <B>fonte</B>    La présente invention se rapporte à un       perfectionnement    du procédé décrit dans le  brevet     NI,    316850.  



  Dans ce brevet principal, on a décrit un  procédé qui permet de réaliser la     désiliciation     et la désulfuration de la fonte au cours d'une  seule opération, en traitant la fonte par un  laitier qui renferme, à côté d'éléments     désul-          furants    basiques tels que la chaux, la magné  sie, etc., des oxydes tels que les oxydes de fer  et/ou de manganèse en quantité telle qu'ils  oxydent la quantité de silicium que l'on désire  éliminer de la fonte, et qui renferme, éventuel  lement, des corps fluidifiants tels que le     spath-          fluor,    et en prolongeant l'action du laitier, après  l'oxydation du silicium,

   pendant un temps suf  fisant pour que les éléments     désulfurants    puis  sent exercer leur action. Au cours de ce trai  tement, le silicium de la fonte réduit d'abord  la plus grande partie des oxydes métalliques,  et le laitier, de composition ainsi modifiée, de  vient désulfurant à l'égard de la fonte, si bien  qu'en prolongeant l'opération, on obtient une  désulfuration importante.  



  Les éléments constitutifs du laitier     désul-          furant    peuvent être chargés ensemble ou sé  parément, à l'état fondu ou à l'état solide.  Lorsqu'on charge ces éléments à l'état fondu    on a l'avantage que la température finale de  la fonte est plus élevée, ce qui permet d'em  ployer des laitiers plus riches en chaux, donc  moins fusibles, mais aussi d'un pouvoir     désul-          furant    plus élevé. Ce mode de réalisation a,  en     revanche,        l'inconvénient    d'exiger le recours  à un four de fusion du laitier.  



  Selon le brevet additionnel No<B>321752</B> on  substitue, partiellement ou entièrement, à l'ad  jonction des oxydes de fer ou de manganèse,  l'insufflation d'air ou d'un gaz oxygéné en  quantité correspondant à la combustion de  la totalité ou d'une partie du silicium que l'on  se propose     d'éliminer    de la fonte. L'opération  est prévue en deux stades : un premier stade  d'insufflation d'air ou d'un gaz oxydant ame  nant la formation, dans le bain, d'oxydes de  fer et de manganèse, et un     deuxième    stade de  brassage des oxydes avec le bain de façon à  provoquer leur réduction par le     silicium    et  l'oxydation de ce dernier.

   Ce mode opératoire  permet, grâce à la chaleur dégagée par la com  bustion des éléments oxydables de la fonte  de se dispenser de la fusion préalable des élé  ments constitutifs du laitier, mais a l'inconvé  nient     d'exiger    l'insufflation d'air ou de gaz  oxygéné.  



  Le présent brevet     additionnel    a pour objet  un procédé pour abaisser les teneurs en sili-           cium    et en soufre de la fonte, caractérisé en  ce qu'on fait agir sur la fonte liquide des élé  ments susceptibles de conduire à la formation  d'un laitier désulfurant, abstraction faite de  la quantité de silice correspondant au silicium  éliminé de la fonte, et un ou plusieurs oxydants  capables, d'une part d'oxyder le     silicium    à éli  miner, d'autre part de     fournir    par réaction sur  un réducteur énergique présent, une quantité  de chaleur nettement supérieure à celle qui ré  sulterait de la seule réaction du     silicium    du  bain sur des oxydes ferreux ou manganeux,  et on assure en même temps,

   par un brassage  énergique, le mélange     intime    de la fonte avec  ledit laitier. En choisissant convenablement  les corps réagissant et les autres éléments du  laitier, on peut faire en sorte que la composi  tion du laitier obtenu après réaction soit celle  d'un laitier fondu à la température de la fonte  et suffisamment basique pour être doué d'un  pouvoir     désulfurant    convenable.  



  On peut, par exemple, pour constituer le  laitier initial, remplacer, dans la composition  d'un laitier correspondant au procédé qui fait  l'objet du brevet principal, en tout ou en par  tie, les oxydes de fer et/ou de manganèse,  par un ou plusieurs oxydants énergiques tels  que le nitrate de sodium, le     percarbonate    de  sodium, le nitrate de calcium, le peroxyde de  calcium, etc., susceptibles de dégager la même  quantité d'oxygène que lesdits oxydes et de  brûler, par conséquent, la même     quantité    de  silicium, et de     fournir    en même temps une  quantité de chaleur élevée.

   L'emploi d'oxy  dants énergiques contenant du calcium ou du  sodium présente l'avantage d'introduire, dans  le laitier final, de la chaux ou de la soude,  dont les effets sont favorables     tant    du point de  vue de la     fusibilité    que du point de vue du  pouvoir     désulfurant.     



  On peut aussi conserver,     dans    la composi  tion du laitier initial, tout ou partie des oxydes       métalliques    (oxyde ferreux, oxyde     manganeux)     prévus dans le brevet     principal,    ou les rem  placer par des oxydants peu énergiques tels  que l'oxyde     ferrique,        mais    en     incorporant    au  dit laitier initial l'ensemble d'un oxydant éner-         gique,    tel que l'un des composés cités à l'alinéa  précédent et d'un réducteur énergique (silicium,  aluminium..) n'intervenant pas directement  dans la     désiliciation,    mais susceptibles, par  réaction mutuelle,

   de dégager une quantité de  chaleur nettement plus grande que celle qui  résulterait de la seule réaction du     silicium    du  bain sur des oxydes ferreux ou     manganeux.          Cette    quantité de chaleur sert à provoquer la  fusion des autres éléments du laitier dès le dé  but de l'opération.  



  Le procédé objet du présent brevet addi  tionnel a donc l'avantage de dispenser de l'em  ploi d'un four auxiliaire de fusion de laitier,  ou d'un dispositif     d'insufflation    d'air ou de gaz  oxygéné. Il sera réalisé avantageusement en  disposant, par exemple, dans un mélangeur  rotatif la fonte à     désilicier    et à     désulfurer    et  en ajoutant dans cette fonte les éléments con  venablement calculés du laitier     initial.    Ces  derniers pourront d'ailleurs être ajoutés sépa  rément ou après avoir été pulvérisés, mélangés  et comprimés sous forme d'agglomérés.  



  On peut également disposer les éléments du  laitier séparément ou ensemble, par exemple  sous forme d'agglomérés, dans le fond d'une  poche de coulée et verser sur eux la fonte li  quide. Il faudra toutefois éviter alors, le cas  échéant, que le dégagement gazeux produit  éventuellement par la réaction qui s'amorce  dans le laitier ne provoque des projections de  fonte liquide ou de débordement de celle-ci  hors de la poche.  



  De toute façon, quel que soit le mode  d'exécution du procédé faisant l'objet de la  présente invention, l'ensemble des éléments  d'addition est d'ordinaire calculé de telle ma  nière qu'après la réaction et compte tenu de  la silice produite par l'oxydation du silicium  et des oxydes provenant de l'oxydation     d7au-          tres    réducteurs éventuellement ajoutés, et  compte tenu de la chaux ou de la soude ou des  autres bases produites par la décomposition de  l'oxydant, il se forme un laitier désulfurant  et fondu à la température de la fonte.

        Les exemples qui suivent illustrent le pré  sent procédé:  <I>Exemple 1</I>  Dans un mélangeur rotatif à garnissage  basique on a introduit 25 tonnes d'une fonte  liquide de composition  
EMI0003.0001     
  
    C <SEP> 3,65 <SEP> %
<tb>  si <SEP> 0,82 <SEP> %
<tb>  Mn <SEP> 0,44 <SEP> 0/0
<tb>  S <SEP> 0,06 <SEP> '%
<tb>  P <SEP> 1,84 <SEP> ' /o       à une température d'environ     1390o    C.  



       On        se        propose        d'abaisser        de        0,3        %        en-          viron    la teneur en silicium et de provoquer,  en même temps, la formation d'un laitier de  composition  
EMI0003.0012     
  
    SiO2 <SEP> 34 <SEP> 0/0
<tb>  CaO <SEP> 48 <SEP> %
<tb>  A1203 <SEP> 14 <SEP> %
<tb>  CaF2 <SEP> 4 <SEP> %       choisi parce que joignant à une fusibilité ac  ceptable un bon pouvoir     désulfurant.     



       L'élimination        de        0,3        %        de        silicium        sur        25     tonnes de fonte suppose la combustion de  75 kg de silicium, donc l'absorption de  
EMI0003.0022     
    d'oxygène et la formation de  75     -f-    85,7 = 160,7 kg  de silice. On a décidé d'utiliser comme oxydant  le nitrate de calcium dont 164 kg sont suscep  tibles de libérer 80 kg d'oxygène.

   Il en fallait  donc en principe  
EMI0003.0024     
    On a tenu compte toutefois d'un rende  ment d'utilisation de l'oxygène d'environ 2/3,  valeur résultant d'expériences antérieures, et on  a décidé d'introduire<B>175,7</B> X 3/2 = 260 kg  environ de nitrate de calcium.    La constitution du laitier     désulfurant    choi  si suppose, d'autre part, l'addition aux 160,7 kg  de silice formés, des quantités de chaux, d'alu  mine et de     spath-fluor    suivantes  
EMI0003.0027     
    Or, la décomposition de 260 kg de nitrate  de calcium libère  
EMI0003.0028     
    de chaux; il     suffit    donc d'ajouter  227 - 89 = 138 kg  de chaux.

   Il faut tenir compte toutefois de la  chaux introduite comme impureté par les au  tres constituants du laitier, ce qui conduit à  diminuer un peu la quantité de 138 kg trou  vée.  



  En définitive, on a ajouté environ 500 kg  de briquettes agglomérées, de 20 à 25 kg cha  cune, d'un mélange de composition  
EMI0003.0030     
  
    nitrate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 52 <SEP> %
<tb>  chaux <SEP> 26 <SEP> %
<tb>  alumine <SEP> 13 <SEP> 0/0
<tb>  spath-fluor <SEP> 4 <SEP> O/o       Après l'addition on a laissé tourner le mé  langeur pendant trois minutes, puis laissé dé  canter pendant trois nouvelles minutes.  



  Le laitier surnageant avait     comme    compo  sition  
EMI0003.0032     
  
    Si02 <SEP> 32 <SEP> %
<tb>  CaO <SEP> 45 <SEP> %
<tb>  <B>A1203 <SEP> 13</B> <SEP> 1%
<tb>  CaF2 <SEP> 3,9%
<tb>  FeO <SEP> 1,1 <SEP> '0/0
<tb>  MnO <SEP> <B>1,00/0</B>
<tb>  S <SEP> <B>1,6110</B>         La teneur en silicium du métal était des  cendue à 0,52 0/0 ; la teneur en soufre à 0,03 ;  les autres éléments n'avaient pas sensiblement  varié, à l'exception du manganèse, dont la te  neur s'était légèrement abaissée à 0,35 0/0.  



  La température de la fonte s'était élevée  d'environ     50o    C.  



  <I>Exemple 2</I>  Dans un mélangeur     rotatif    à garnissage  basique, on a     introduit    20     tonnes    de fonte de  composition  
EMI0004.0005     
  
    C <SEP> 3,86%
<tb>  si <SEP> 0,84 <SEP> 0/0
<tb>  Mn <SEP> 0,55 <SEP> 0/0
<tb>  S <SEP> 0,08 <SEP> 0/0
<tb>  P <SEP> 1,84 <SEP> %       puis on a ajouté environ 500 kg de briquettes  agglomérées de composition  
EMI0004.0006     
  
    nitrate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 40 <SEP> 0/0
<tb>  chaux <SEP> 45 <SEP> 0/0
<tb>  alumine <SEP> 12 <SEP> %       II s'est formé un laitier final de composi  tion  
EMI0004.0007     
  
    SiO2 <SEP> 28 <SEP> 0/0
<tb>  CaO <SEP> 45 <SEP> %
<tb>  A1203 <SEP> 12 <SEP> 0%
<tb>  Na2O <SEP> 9 <SEP> 0/0
<tb>  FeO <SEP> <B>1,00/0</B>
<tb>  MnO <SEP> <B>0,9,0/0</B>
<tb>  S <SEP> <B>1,7,

  1/0</B>       Le silicium du métal s'était abaissé à       0,49        %        et        le        soufre    à     0,035        0/0.     



  <I>Exemple 3</I>  Dans un mélangeur rotatif à garnissage  basique on a introduit 25 tonnes de fonte li  quide de composition  
EMI0004.0015     
  
    C <SEP> 3,84 <SEP> '0/0
<tb>  Si <SEP> 0, <SEP> 81 <SEP> '%
<tb>  Mn <SEP> 0,56 <SEP> 0/0
<tb>  S <SEP> 0,07 <SEP> 0/0
<tb>  P <SEP> 1,85 <SEP> 0/0       puis on y a ajouté 970 kg d'agglomérés de  composition  
EMI0004.0016     
  
    Fe203 <SEP> 28 <SEP> %
<tb>  CaO <SEP> 32 <SEP> 0/0
<tb>  A1203 <SEP> 10 <SEP> 0/0
<tb>  CaF2 <SEP> 3 <SEP> '%
<tb>  (NO3<B>)</B>2 <SEP> Ca <SEP> 12 <SEP> %
<tb>  Ferro-silicium
<tb>  à <SEP> <B><I>50:

  010</I></B> <SEP> 10 <SEP> 9/0       Après trois minutes de brassage et deux  minutes de décantation le laitier formé avait  comme composition  
EMI0004.0017     
  
    SiO2 <SEP> 34 <SEP> 0/0
<tb>  Ca0 <SEP> 45 <SEP> 0/0
<tb>  A1203 <SEP> 12 <SEP> %
<tb>  CaF2 <SEP> 3,8 <SEP> %
<tb>  FeO <SEP> 1,2 <SEP> %
<tb>  Mn0 <SEP> 1,0 <SEP> 0/0
<tb>  S <SEP> 1,5 <SEP> 0/0       La teneur en silicium du métal était     des-          cendue    à     0,50        %    ;     sa        teneur        en        soufre    à     0,025    ;  sa teneur en manganèse à 0,53 ; les autres  éléments n'avaient pas sensiblement changé.

    La température du métal s'était élevée de       30o    C environ.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour abaisser les teneurs en sili cium et en soufre de la fonte, caractérisé en ce qu'on fait agir sur la fonte liquide des élé ments susceptibles de conduire à la formation d'un laitier désulfurant, abstraction faite de la quantité de silice correspondant au silicium éliminé de la fonte, et un ou plusieurs oxy dants capables, d'une part d'oxyder le silicium à éliminer, d'autre part de fournir par réaction sur un réducteur énergique présent, une quan tité de chaleur nettement supérieure à celle qui résulterait de la seule réaction du silicium du bain sur des oxydes ferreux ou manganeux, et on assure en même temps, par un brassage énergique, le mélange intime de la fonte avec ledit laitier. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que la totalité ou une partie seu lement des éléments du laitier désulfurant, et du ou des oxydants sont préalablement pul vérisés, mélangés et agglomérés. 2. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que l'oxydant énergique mis en oeuvre contient du calcium. 3. Procédé suivant la revendication, ca ractérisé en ce que l'oxydant énergique mis en aeuvre contient du sodium.