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" Perfectionnements dans la fabrication d'alliages de fer et en particulier de fer-chrome et fer-chrome-nickel connus en prati- que comme fer ou acier inoxydable ".
Pour la production des métaux connus sous la dénomination de fer et acier inoxydable (fer ou acier anti-rouille) on emploie un alliage de fer-chrome ou fer-chrome-nickel contenant une te- neur de carbone pas supérieure au 0,15 %.
Cet alliage est relativement coûteux et par celà il influen- ce le coût de revient du fer et acier inoxydable que l'on veut obtenir, de façon à en limiter l'emploi.
Le fer-chrome est obtenu par réduction du minerai nommé chromite.
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En effectuant cette réduction avec un mélange réduisant composé par silicium et aluminium dans des proportions détermi- nées, il est possible d'obtenir par réaction simultanée de ces deux réduisants, un alliage à petite teneur de carbone.
Comme d'ailleurs l'emploi simultané, des réduisants, sili- cium et aluminium, peut donner lieu à la production d'un métal contenant un pourcentage de silicium et aluminium variable et parfois assez grande, par l'invention on indique un procédé qui évite cet inconvénient.
Suivant l'invention le procédé pour la fabrication de l'al- fer-chrome ou liage/fer-chrome-nickel, connu sous la dénomination de fer ou acier inoxydable, emploie le principe de réduire, par une action exothermique provoquée par l'action simultanée d'un mélange de silicium-aluminium, un ou plusieurs composés pouvant être réduits (par exemple oxyde de chrome, de nickel et semblables) en pré- sence d'une scorie artificielle formée par une partie par les mêmes oxydes métalliques et par une autre partie de chaux,bauxite, spath-fluor, de façon que le composé ou les composés pouvant être réduits (oxydes métalliques) se trouvent en légère excédence par rapport aux réduisants (silicium et aluminium).
Le fer ou acier inoxydable au chrome-nickel peut être produit directement en effectuant la réduction des composés oxydés de chrome et nickel, tels que chromites et oxydes de nickel, dans un bain de fer ou acier en fusion, contenant le titre de carbone dé- siré dans l'alliage final.
L'emploi du mélange réduisant composé par silicium et alumi- nium dans des proportions déterminées, et intimement mélangées en- tre elles, donne l'avantage que pendant la réaction on a la forma- tion d'une scorie silico-alumineuse à composition constante, qui, en venant en contact avec la scorie artificielle indiquée ci- dessus, fonctionne comme filtre pour absorber les impuretés et l'excédence éventuelle des réduisants en empêchant leur passage dans l'alliage finale.
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Pour la production directe de fer ou acier inoxydable on peut se ménager de différentes façons, savoir :
1) on fait fondre une charge formée par chromite, oxyde de nickel, chaux, bauxite et spath-fluor suune quantité préa- lablement établie de fer ou acier, et lorsque le tout est fon- du, on y ajoute le mélange de chromite, oxyde de nickel, sili- cium et aluminium, étroitement mélangés.
Ce mélange peut être ajouté en une charge unique ou en plusieurs charges, selon les cas.
2) La chromite et l'oxyde de nickel étroitement mélangés avec les quantités convenables de silicium et aluminium, sont portés à la température de réaction, après guoi on y ajoute la quantité désirée de fer ou acier fondu. Lorsque la réaction a eu lieu, on procède à l'affinage avec l'adjonction d'un mélan- ge (scorie artificielle) composée par les mêmes oxydes métalli- ques déjà indiqués, chaux, spath-fluor et bauxite dans des quan- tités déterminées.
3) Suivant un autre procédé, la masse métallique fondue (fer ou acier présentant un pourcentage de carbone désiré) est faite réactionner avec un mélange contenant : chromite-siliceuse conte- nant le 15% de SiO2, oxyde de nickel, silicium et aluminium et ces deux derniers mélangés de façon que l'aluminium en excès soit employé pour la réduction de l'acide silicique SiO2 contenu dans la chromite, de façon que, à son tour, le silicium puisse réduire des quantités équivalentes d'oxyde de chrome et de nickel afin de rejoindre la composition de l'alliage désiré.
Quelquefois il est convenable, avant l'adjonction du mélange réduisant, d'ajouter au bain métallique de petites quantités de matières déoxydantes, telles que fer-manganèse, silicium-manganè= se ou silidum-manganèse-aluminium.
Le procédé peut être exécuté préférablement dans'un four éle@ -trique du type Heroult ou autre tel toutefois à maintenir fluide le produit final.
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A tite d'exemple on indique comme suit une application pra- tique du procédé.
Le four est chargé avec Kg. 500 de fer et porté à la fusion.
Après y avoir ajouté à peu près Kg. 30 de chaux et à peu près Kg.
10 de spath-fluor et lorsque le tout est fondu, on scorifie.
On y ajoute un mélange composé par : Kg. 300 de minerai de chrome, contenant à peu près le 15 % d'acide silicique, Kg. 30 d'oxyde de nickel, Kg. 150 de chaux, Kg. 40 de spath-fluor et Kg. 30 de bauxite.
Séparément on fait un deuxième mélange intime formé par Kg.
820 de chromite, Kg. 110 d'oxyde de nickel, Kg. 316 d'aluminium et Kg. 82 de fer-silicium à 75 %.
Si le minerai de chrome contient, par exemple,48 % d'oxyde de chrome, l'alliage désiré pourra avoir une teneur de 14 à 18 % de chrome et de 7 à 8 % de nickel.
REVENDICATIONS.
1./ Procédé pour la production d'alliages de fer et en par- fer-chrome et ticulier/fer-chrome-nickel ou métal connu sous la dénomination de fer ou acier inoxydable, caractérisé par l'application du principe de réduire par une réaction exothermique avec un mélan- en ge de silicium et aluminium/des quantités déterminées et par une action simultanée, un ou plusieurs'composés pouvant être réduits (oxyde ou oxydes métalliques, par exemple oxyde de chrome, nickel, et semblables) en présente d'une scorie artificielle formée en partie par les mêmes oxydes métalliques susdits, et en partie par des fondants tels que chaux, bauxite, spath-fluor et sembla- bles, de façon que les composés pouvant être réduits sont légère- ment en excédance par rapport aux réduisants (aluminium et sili- cium).
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"Improvements in the manufacture of iron alloys and in particular of iron-chromium and iron-chromium-nickel known in practice as iron or stainless steel".
For the production of metals known as iron and stainless steel (iron or anti-rust steel) an alloy of iron-chromium or iron-chromium-nickel containing a carbon content of not more than 0.15% is used. .
This alloy is relatively expensive and by that it influences the cost price of the iron and stainless steel that is to be obtained, so as to limit its use.
Iron-chromium is obtained by reduction of the ore called chromite.
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By carrying out this reduction with a reducing mixture composed of silicon and aluminum in determined proportions, it is possible to obtain by simultaneous reaction of these two reducing agents, an alloy with a low carbon content.
As, moreover, the simultaneous use of reducing agents, silicon and aluminum, can give rise to the production of a metal containing a variable and sometimes quite large percentage of silicon and aluminum, the invention indicates a process which avoids this inconvenience.
According to the invention the process for the manufacture of al-iron-chromium or bonding / iron-chromium-nickel, known under the name of iron or stainless steel, employs the principle of reducing, by an exothermic action caused by the simultaneous action of a mixture of silicon-aluminum, one or more compounds being able to be reduced (for example oxide of chromium, nickel and the like) in the presence of an artificial slag formed by a part by the same metal oxides and by another part of lime, bauxite, fluorspar, so that the compound or compounds which can be reduced (metal oxides) are found in slight excess with respect to the reducing agents (silicon and aluminum).
Chrome-nickel iron or stainless steel can be produced directly by carrying out the reduction of oxidized compounds of chromium and nickel, such as chromites and nickel oxides, in a bath of molten iron or steel, containing the carbon titer de- siré in the final alloy.
The use of the reducing mixture composed by silicon and aluminum in determined proportions, and intimately mixed with each other, gives the advantage that during the reaction there is the formation of a silico-aluminous slag of constant composition. , which, coming into contact with the artificial slag indicated above, functions as a filter to absorb impurities and possible excess of reducing agents preventing their passage into the final alloy.
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For the direct production of iron or stainless steel we can do it in different ways, namely:
1) a charge formed by chromite, nickel oxide, lime, bauxite and fluorspar is melted in a previously established quantity of iron or steel, and when the whole is melted, the mixture of chromite is added to it, Nickel oxide, silicon and aluminum, closely mixed.
This mixture can be added in a single charge or in several charges, as the case may be.
2) Chromite and nickel oxide, closely mixed with suitable quantities of silicon and aluminum, are brought to reaction temperature, after which the desired quantity of molten iron or steel is added. When the reaction has taken place, refining is carried out with the addition of a mixture (artificial slag) composed of the same metal oxides already indicated, lime, fluorspar and bauxite in quantities. determined.
3) According to another process, the molten metal mass (iron or steel having a desired percentage of carbon) is reacted with a mixture containing: chromite-siliceous containing 15% of SiO2, nickel oxide, silicon and aluminum and the latter two mixed so that the excess aluminum is used for the reduction of the silicic acid SiO2 contained in the chromite, so that, in turn, the silicon can reduce equivalent amounts of chromium oxide and nickel in order to reach the composition of the desired alloy.
Sometimes it is convenient, before the addition of the reducing mixture, to add to the metal bath small quantities of deoxidizing materials, such as iron-manganese, silicon-manganese or silidum-manganese-aluminum.
The process may preferably be carried out in a Heroult type electric furnace or the like such as to keep the final product fluid.
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By way of example, a practical application of the process is indicated as follows.
The furnace is loaded with Kg. 500 of iron and brought to fusion.
After having added to it approximately Kg. 30 of lime and approximately Kg.
10 fluorspar and when the whole is melted, slag.
A mixture is added to it composed of: Kg. 300 of chromium ore, containing approximately 15% of silicic acid, Kg. 30 of nickel oxide, Kg. 150 of lime, Kg. 40 of fluorspar and Kg. 30 of bauxite.
Separately we make a second intimate mixture formed by Kg.
820 of chromite, Kg. 110 of nickel oxide, Kg. 316 of aluminum and Kg. 82 of iron-silicon at 75%.
If the chromium ore contains, for example, 48% chromium oxide, the desired alloy may have a content of 14 to 18% chromium and 7 to 8% nickel.
CLAIMS.
1. / Process for the production of alloys of iron and of par- iron-chromium and particular / iron-chromium-nickel or metal known by the name of iron or stainless steel, characterized by the application of the principle of reducing by a exothermic reaction with a mixture of silicon and aluminum / in determined quantities and by simultaneous action, one or more compounds which can be reduced (metal oxide or oxides, for example chromium oxide, nickel, and the like) exhibits 'an artificial slag formed partly by the same metal oxides mentioned above, and partly by fluxes such as lime, bauxite, fluorspar and the like, so that the compounds which can be reduced are slightly in excess of reducing agents (aluminum and silicon).