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Procède pour l'obtention de métaux et alliages au carbone
Pour l'obtention de métaux et alliages au carbone,par exemple du chrome et du manganèse au carbone,ainsi que leurs alliages,spécialement le fer et l'acier au chrome et respec- tivement au manganèse,on se heurte à d'importantes difficul- tés,du fait de l'affinité que ces métaux ont pour le carbone.
En général,la production, par exemple, de l'acier inoxy- dable se réaliseen partant d'un ferr-chrome à teneur élevée en carbone que l'on ajoute à l'acier fondu à l'état parachevé.
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Les praEédé.indirc;s,:;satrx,éviderrnrent coûteux,d'une part,par suite de la dif.culté de produire un pareil alliage.a.u:.,'f.erro-chr.qme ,pt=x .d'autre <part,en ,rai;son, des.. fusions, sé- parées qui doivent et,par suite, il est préférable de travailler suivant un procédé direct faisant obtenir
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Suivant l'un de ces procédés, des briquettes de mi- nerai de chrome finement broyé,avec du ferro-silicium ou un agent de réduction contenant du silicium,sont ajoutées au fer en fusion surchauffé.
Le métal complémentaire de l'alliage est réduit dans le bain de métal en fusion que l'on remue et l'on obtient ainsi la préparation directe de l'alliage,ayant la composition recherchée, par exemple de l'acier inoxydable.
On emploie souvent la méthode suivant laquelle on re- nonce à employer un agent réducteur contenant du carbone et l'on a recours à des électrodes venant en contact direct avec le métal pour le traitement de réduction,mais cette mé- thode fait obtenir un produit ayant une teneur en carbone variable, généralement exagérée, et le procédé convient par- ticulièrement pour des teneurs en carbone élevées; d'après l'exposé des inventeurs relativement à cette méthode,le carbone absorbé serait prélevé dans les matières premières, le minerai, le ferro-silicium ou le laitier. Les analyses révèlent que la composition du minerai employé accuse une teneur en carbone de 0,04 à 0,le% ou même davantage. Il existe aussi un autre procédé,utilisant du ferro-silicium et du calcaire.
Il y a probabilité de trouver du carbone dans les impuretés,les fibres végétales,feuilles,mottes de terre,etc. qui se mélangent au minerai dans le cours du transport, ou dans les soutes à minerai et dépôts.
On ne peut pas compter que la proportion de métal ex- trait pourra dépasser 60-70% et,la majeure partie du carbo- ne existant dans le minerai, l'agent réducteur et le lai- tier,passe dans le métal en fusion,de sorte que le produit final a toujours une teneur en carbone qui est élevée et, d'autre part, est variable.
Les inconvénients cités ci-dessus sont éliminés dans le procédé de l'invention dont l'exposé va suivre.
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Ayant pris le minerai, le ferro-silicium et le calcai- re en quantités exactement calculées 'pour le minerai et l' agent réducteur, en une réduction préliminaire, on soumet la charge à une forte calcination,ou température de réduc- tion de 1000 à 1100 C. en la grillant dans une flamme,for- tement oxydante, de façon à consumer le carbone se trou- vant dans la charge et que le calcaire ait été transformé en chaux vive.
La charge est broyée en morceaux de grosseur adéquate (jusqu'à rendre le grain de la grosseur des gruaux, ou même encore moindre) en mélange bien intime, et on la mélange en une couche relativement mince(environ 10cm. d'épaisseur) sur un plateau de chauffage animé d'un mouvement continu, cette charge passant d'abord dans une zone chaude,dans la- quelle on dirige le jet d'une flamme fortement oxydante, par exemple en utilisant le four décrit dans le brevet du même inventeur et dont la demande est déposée en même temps que la présente.
Après le traitement, on décharge la masse brûlante dans des caisses en fer fermées, pour laisser refroidir le produit et pour le conserver.
Quand les gaz brûlés sont réemployés pour le chauffage, ils sont d'abord libérés de l'acide carbonique,par exemple en les faisant passer dans un filtre à base de potasse caus- tique ou d'un produit analogue. Ce qui se pratique également, c'est une épuration qui a pour objet d'éliminer le soufre et qui a beaucoup d'importance pour assurer de bons résultats, de même qu'il est nécessaire d'employer une flamme fortement oxydante.
L'alliage de la charge traité au préalable en vue d'en éliminer le carbone,peut ensuite être ajouté directement au métal en fusion pour le traitement final à haute température, par exemple à du fer fondu ayant une très faible teneur en
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carbone. La quantité déterminée d'alliage est ajoutée au métal en fusion directement au sortir de la caisse fermée où on le conserve,de façon à rendre son oxydation diffi- cile, et l'on obtient ainsi un métal ayant la composition précise que l'on recherchait.
Le briquetage des matériaux de la charge employé au début n'est pas revendiqué.
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Process for obtaining metals and carbon alloys
In order to obtain carbon metals and alloys, for example chromium and carbon manganese, as well as their alloys, especially iron and chromium steel and manganese respectively, great difficulties are encountered. - tees, because of the affinity that these metals have for carbon.
In general, the production of, for example, stainless steel is carried out starting from a high carbon ferr-chromium which is added to the molten steel in the finished state.
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The praEédé.indirc; s,:; satrx, evidently costly, on the one hand, due to the dif.culty of producing such an alloy.au:.,'f.erro-chr.qme, pt = x .d 'on the other hand, in, rai; son, of .. mergers, separated which must and, consequently, it is preferable to work according to a direct process obtaining
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In one of these methods, briquettes of finely ground chromium ore, with ferro-silicon or a reducing agent containing silicon, are added to the superheated molten iron.
The complementary metal of the alloy is reduced in the molten metal bath which is stirred and the direct preparation of the alloy is thus obtained, having the desired composition, for example stainless steel.
The method of dispensing with a reducing agent containing carbon and resorting to electrodes coming into direct contact with the metal for the reduction treatment is often employed, but this method results in a product. having a variable, generally exaggerated carbon content, and the process is particularly suitable for high carbon contents; according to the disclosure of the inventors relative to this method, the absorbed carbon would be taken from the raw materials, the ore, the ferro-silicon or the slag. Analyzes reveal that the composition of the ore used shows a carbon content of 0.04 to 0,% or even more. There is also another process, using ferro-silicon and limestone.
Carbon is likely to be found in impurities, plant fibers, leaves, clods, etc. which mix with the ore during transport, or in ore bunkers and deposits.
It cannot be expected that the proportion of extracted metal will be able to exceed 60-70% and, the major part of the carbon existing in the ore, the reducing agent and the slag, passes into the molten metal, so that the final product always has a carbon content which is high and, on the other hand, is variable.
The drawbacks mentioned above are eliminated in the process of the invention, the description of which will follow.
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Having taken the ore, ferro-silicon and limestone in exactly calculated amounts for the ore and the reducing agent, in a preliminary reduction, the charge is subjected to a strong calcination, or reduction temperature of 1000. at 1100 C. by roasting it in a flame, strongly oxidizing, so as to consume the carbon in the charge and so that the limestone has been transformed into quicklime.
The charge is crushed into pieces of adequate size (until the grain is the size of groats, or even smaller) into a very intimate mixture, and it is mixed in a relatively thin layer (about 10cm thick) over a heating plate animated by a continuous movement, this charge first passing through a hot zone, in which the jet of a strongly oxidizing flame is directed, for example by using the oven described in the patent of the same inventor and whose application is filed at the same time as this.
After the treatment, the hot mass is discharged into closed iron cases, to allow the product to cool and to preserve it.
When the flue gases are reused for heating, they are first liberated from carbonic acid, for example by passing them through a filter based on potassium hydroxide or the like. What is also practiced is a purification which aims to eliminate sulfur and which is of great importance to ensure good results, just as it is necessary to use a strongly oxidizing flame.
The alloy of the filler treated beforehand with a view to removing carbon therefrom, can then be added directly to the molten metal for the final high temperature treatment, for example to molten iron having a very low content of
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carbon. The determined quantity of alloy is added to the molten metal directly on leaving the closed box where it is kept, so as to make its oxidation difficult, and a metal is thus obtained having the precise composition which is required. was looking for.
Bricklaying of the filler materials employed at the start is not claimed.