CH368818A - Procédé de désulfuration d'un métal ou alliage - Google Patents

Description

  Procédé de     désulfuration    d'un     métal    ou     alliage       L'un des problèmes les plus importants rencontrés  dans la fabrication des     alliages        techniques    tels que  le ferrochrome réside dans l'obtention     d'alliages    à  teneur en soufre suffisamment basse. Dans l'état pré  sent de la technique, on peut produire du ferrochrome  à faible teneur en carbone et en soufre en faisant  réagir du     ferrochrome    à forte teneur en carbone  avec de la silice.

   Tout en assurant pratiquement l'éli  mination du soufre, ce procédé conduit à un     ferro-          chrome    à faible teneur en carbone et contenant une       forte    proportion de silicium. Lorsqu'on décarbure  du ferrochrome à forte teneur en carbone au moyen  d'oxydes autres que la     silice,    on ne     parvient    à éli  miner qu'une petite partie du soufre.  



  La présente invention a pour objet un procédé  de     désulfuration    d'un métal ou     alliage    par chauffage  sous vide. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on  incorpore au métal ou à l'alliage de l'étain en quan  tité suffisante pour réagir avec le soufre à éliminer,  et en ce que l'on chauffe sous vide le mélange à une  température inférieure à son point de fusion mais  suffisamment haute pour que l'étain et le soufre réa  gissent à l'état solide.  



  Lorsque ledit mélange présente un intervalle de  fusion, on entend ici par   point de fusion   le point  de fusion du composant de ce mélange qui fond à  la température la plus basse.  



  L'étain peut être sous forme d'étain     métallique,     d'alliage d'étain ou de composé d'étain capable de  former un     sulfure    volatil. Par chauffage sous vide,  l'étain et le soufre réagissent à l'état     solide,    à des  températures bien inférieures au     point    de     fusion    du  mélange, en     formant    un sulfure     stanneux    volatil et  facilement     éliminable.    L'étain convient particulière  ment en raison de son bas point d'ébullition.

   En    effet, l'étain en     excès,    non     combiné,    peut être aisé  ment     volatilisé    à des     températures    bien     inférieures     aux températures habituelles du     chauffage    sous vide.  



  Le métal ou     l'alliage,    contenant du     soufre,    à  traiter selon le     procédé    de l'invention peut avoir une  teneur en carbone forte ou faible et peut contenir  tout constituant désiré, comme par exemple des  métaux tels que le chrome ou le nickel. Pour sim  plifier l'exposé, on décrit ci-dessous le procédé selon  l'invention exécuté en association avec la décarbura  tion de ferrochrome à forte teneur en carbone, avec  utilisation d'étain comme agent additionnel.  



  On peut     utiliser    l'étain soit sous forme élémen  taire, soit comme constituant de     l'alliage    de chrome,  ou encore sous forme     d'alliage    ou     ferroalliage    séparé,  ou même sous la forme de minerai commun d'étain,  la     cassitérite,    selon les conditions     particulières    re  cherchées. On peut par exemple     utiliser    un     ferroétain     en association avec le ferrochrome contenant du  soufre et à forte teneur en carbone, pour constituer  les sources respectives d'étain et de ferrochrome.  



  On obtient     une        élimination        améliorée    du soufre  par     chauffage    sous vide de ferrochrome     contenant     du soufre et à forte teneur en carbone, en faisant  réagir le soufre et l'étain à l'état     solide    pour former  un     sulfure    volatil d'étain. A cet effet, on choisit les  proportions du     ferrochrome    à forte teneur en car  bone et de l'étain de manière que l'étain réagisse  avec pratiquement la totalité du soufre contaminant  le ferrochrome.  



  Pour     utiliser    avec profit la réactivité de l'étain  avec le soufre, il convient que la     proportion    d'étain  présente dans le     ferrochrome    soit au moins égale à  la proportion nécessaire à une réaction     complète    avec  le soufre contenu. Il est préférable     d'utiliser    un excès  d'étain, c'est-à-dire une proportion supérieure à      celle requise pour la réaction avec le soufre, l'excès  étant facilement     volatilisé    aux températures de     décar-          buration.     



  Il est préférable que le ferrochrome à forte teneur  en carbone et l'étain ou un     alliage        broyable    d'étain  soient finement pulvérisés jusqu'à une grosseur de  grain de 0,044 mm ou inférieure, et mélangés à du  minerai de chrome ou à un autre oxyde convenable  jusqu'à obtention d'un mélange sec pratiquement  homogène. On forme une masse compacte de ce mé  lange, en le liant de manière appropriée, par exemple  à l'aide d'un     liant    à base de céréale et d'eau en  proportion     suffisante    pour mouiller et plastifier la  masse. On forme de préférence des granules avec les  ingrédients humides et on sèche par chauffage doux  à une température d'environ     200o    C.

   Ceci fait, on       décarbure    le produit granulé par chauffage sous vide  sous une pression absolue d'environ 2 mm Hg et à  une température suffisante pour qu'il se produise  une     réaction    à l'état solide, de préférence comprise  entre<B>1100</B> et 1450 C.  



  Selon un autre mode     d'exécution,    on peut allier  l'étain à du ferrochrome à     forte    teneur en carbone,  soit par simple addition dans les pots recevant le  ferrochrome des fours de     fusion,    soit par addition au  cours de l'opération de fonte de la charge de     ferro-          chrome    à     forte    teneur en carbone.     Dans    le cas de  l'addition au cours de la fonte, l'étain ajouté peut  être sous forme d'étain métallique, de     ferroétain,    ou  de     cassitérite.     



  On donne ci-dessous des exemples de mise en       oeuvre    du procédé selon l'invention combinée à un  procédé de     décarburation.    Les pourcentages sont  donnés en poids.    <I>Exemple 1</I>  On a préparé de manière connue un bain fondu  de     ferrochrome    à     forte    teneur en carbone. On a  ajouté de l'étain sous forme de     ferroétain    à 70 %  d'étain et on l'a mélangé au ferrochrome, tout en  coulant l'alliage dans des pots. On a laissé refroidir  le     ferrochrome    résultant et on l'a concassé et broyé  jusqu'à une grosseur de grain ne dépassant pas  0,044 mm.

   On l'a alors mélangé à du minerai de  chrome broyé,     fournissant    l'oxygène     nécessaire    à la       décarburation,    et à un     liant    à base de céréale dans  les proportions suivantes       Ferrochrome        .......    ... 818 kg  Minerai de chrome 318 kg  Liant à base de céréale .     .....    18,2 kg  L'analyse approximative du minerai de chrome  est la suivante       Cr.10,1,        .......    .

       ...........        ....        ..    54%       FeO        .._.....    .     ...        ...........        .......    14%       Al.03        _.......------------        -..................   <B>10%</B>       Si02        ......------------    ..     ....3    %  g<B>16%</B>       CaO        .......    .... . .<B>--</B>     _.-    .

       .......    1 %    On a ajouté une quantité d'eau suffisante pour  humecter le mélange et pour faciliter la granulation  de ce dernier. On a alors chauffé une charge de  14 900 kg de granules séchés à une     température    de  1250 C dans un four à vide, sous une pression  d'environ 2 mm Hg, pour éliminer simultanément le  carbone et le soufre.  



  On donne dans le tableau 1 la composition du  ferrochrome     désulfuré    et décarburé préparé confor  mément au procédé selon l'invention, ainsi que la  composition primitive du ferrochrome à forte teneur  en carbone.  
EMI0002.0055     
  
    Tableau <SEP> I
<tb>  Ferrochrome <SEP> obtenu
<tb>  conformément
<tb>  Charge <SEP> initiale <SEP> de <SEP> au <SEP> procédé <SEP> selon
<tb>  ferrochrome <SEP> l'invention
<tb>  Cr <SEP> .. <SEP> ... <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 65,9 <SEP> % <SEP> 63,79 <SEP> %
<tb>  Si <SEP> .. <SEP> ........ <SEP> ... <SEP> . <SEP> . <SEP> 1,84 <SEP> 0,72
<tb>  SiO<U>.</U> <SEP> ...... <SEP> 0,<B>1</B>6 <SEP> 3,35
<tb>  C <SEP> <B>.... <SEP> ... <SEP> .. <SEP> .</B> <SEP> 4,87 <SEP> 0,12
<tb>  S <SEP> 0,060 <SEP> 0,01
<tb>  Sn <SEP> 0,17 <SEP> 0,002
<tb>  Fe <SEP> et <SEP> impuretés <SEP> .

   <SEP> complément <SEP> complément       <I>Exemple 2</I>       Dans    une série d'essais semblables à     celui    de  l'exemple 1, on a effectué différentes additions  d'étain sous forme de     concentré    de     cassitérite    con  tenant 71,88 % d'étain. Dans ces essais, la teneur  en étain est inférieure à la proportion (0,23 %) re  quise pour la     réaction    avec la totalité du soufre du  ferrochrome. Avant le traitement, le ferrochrome  riche en carbone contenait 0,064% de soufre. Les  analyses des produits obtenus figurent dans le ta  bleau II.

    
EMI0002.0061     
  
    Tableau <SEP> Il
<tb>  Addition <SEP> d'étain
<tb>  % <SEP> rapporté <SEP> au <SEP> <I>Constituants <SEP> du <SEP> produit, <SEP>  /o</I>
<tb>  ferrochrome
<tb>  riche <SEP> en <SEP> carbone <SEP> Au <SEP> sommet <SEP> Au <SEP> fond
<tb>  0,10 <SEP> C <SEP> 0,01 <SEP> 0,01
<tb>  S <SEP> 0,027 <SEP> 0,018
<tb>  Sn <SEP> 0,001 <SEP> 0,001
<tb>  0,15 <SEP> C <SEP> 0,01 <SEP> 0,01
<tb>  S <SEP> 0,018 <SEP> 0,015
<tb>  Sn <SEP> 0,001 <SEP> 0,001
<tb>  0,20 <SEP> C <SEP> 0,013 <SEP> 0,013
<tb>  S <SEP> 0,011 <SEP> 0,012
<tb>  Sn <SEP> 0,001 <SEP> 0,

  001       Les résultats de ces essais montrent que la com  binaison de l'étain et du     ferrochrome    à     forte    teneur  en carbone convient admirablement     pour    réduire      substantiellement la teneur en soufre au cours de la       décarburation    du ferrochrome à forte teneur en car  bone, sans     entra?nement    appréciable de l'étain     dans     le ferrochrome à basse teneur en carbone résultant.

    En raison de la réactivité de l'étain et du soufre  à l'état solide dans les conditions du chauffage sous  vide, et en raison du bas point d'ébullition de l'étain,  on peut réaliser     l'élimination    du soufre jusqu'à une  teneur de 0,01 %, tout en assurant l'élimination pres  que complète de l'étain dans le ferrochrome à basse  teneur en carbone obtenu. Lorsque la proportion  d'étain utilisée est inférieure à la proportion requise  pour la réaction avec la totalité du soufre contenu,  le degré d'élimination du soufre s'en trouve affecté  directement et de manière correspondante.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de désulfuration d'un métal ou alliage par chauffage sous vide, caractérisé en ce que l'on incorpore au métal ou à l'alliage de l'étain en quan tité suffisante pour réagir avec le soufre à éliminer, et en ce que l'on chauffe sous vide le mélange à une température inférieure à son point de fusion mais suffisamment haute pour que l'étain et le sou fre réagissent à l'état solide. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, dans lequel l'alliage à désulfurer est un ferrochrome. 2. Procédé selon la revendication, dans lequel l'étain est sous forme d'alliage ferrochrome-étain. 3.

   Procédé selon la revendication, dans lequel on pulvérise l'étain et un ferrochrome contenant du soufre jusqu'à une dimension de grain inférieure à 0.044 mm. 4. Procédé selon la revendication, dans lequel on ajoute un oxydant pulvérisé à l'étain et au métal ou alliage contenant du soufre. 5. Procédé selon la revendication, dans lequel l'étain est sous forme d'étain métallique. 6. Procédé selon la revendication, dans lequel l'étain est sous forme de ferroétain. 7. Procédé selon la revendication, dans lequel l'étain est sous forme de cassitérite. 8.

   Procédé selon la revendication, dans lequel l'étain est en excès par rapport à la proportion requise pour réagir avec la totalité du soufre.