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    PROCEDE   ET APPAREIL POUR LA   FABRICATION   DE   FERRO-ALLIAGES   
 EMI1.1 
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On sait que les composés halogénés des métaux, tels le chrôme, le vanadium, le molybdène, le tungstène etc. réagissent avec le fer pour donner des ferro-alliages et des halogénures de fer. 



   Selon un procédé connu de fabrication de ferro-alliages, on porte à une température élevée, de l'ordre de   1000 C,   en atmosphère neutre ou réductrice, un mélange intime formé d'un composé halogéné anhydre du métal d'alliage et de poudre de fer, de préférence du fer carbonyl ou du fer électrolytique. 



   Par ce procédé toutefois, le pourcentage de métal d'alliage que   l'on   peut incorporer au fer en une seule opération n'-est que peu élevé, de l'ordre de quelques pour cents seulement, et il a d'autre part été reconnu comme pratiquement impossible d'enrichir notablement l'alliage par une répétition du traitement soit que les particules de fer se recouvrent d'une couche du métal d'alliage en empêchant la réaction de se poursuivre, soit que la diffusion du métal d'allia- ge dans le fer progresse trop lentement. Il s'ensuit que les ferro- 

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 alliages obtenus ne peuvent convenir pour la plupart de leurs   appli-   cations industrielles. 



   Le procédé de l'invention permet d'obtenir des   ferro-alliages   à toute teneur désirée en métal allié au fer, tels en particulier que les ferro-alliages propres à la fabrication des aciers spéciaux. 



   D'une façon générale, le procédé consiste à faire réagir les composés halogénés du ou des métaux d'alliage avec du fer porté à une température telle qu'il est non plus solide, mais fluide ou tout au moins pâteux. 



   On constate que dans ces conditions, la réaction des composés halogénés des métaux d'alliage non seulement s'effectue à une vites- se considérablement accrue, mais qu'elle n'est pas limitée, de sorte que l'incorporation au fer du ou des métaux d'alliage peut   s'obtenir   en toutes proportions désirées. 



   Le ou les composés halogénés du ou des métaux d'alliage peuvent être introduits dans le fer soit à l'état gazeux, soit à l'état soli- de, et dans ce dernier cas, avantageusement à l'état comprimé, sous forme de blocs agglomérés, de cartouches, ou semblables. 



   Pour la préparation des composés halogénés du ou des métaux d'al- liage on peut partir soit des métaux purs, soit de composés riches en ces métaux, soit encore de leurs minerais, en particulier pauvres, en ayant recours à tous procédés connus de transformation.   otamment,   si l'on a recours à une matière de départ riche, tels les concentrés d'un traitement par flottation, cette matière peut êtr traitée et   transformée ?-   l'état solide par l'action d'un halogène approprié, notamment par un grillage analogue au grillage chlorurant bien connu. 



   En partant de minorais pauvres, il est préférable de se servir d'un halogène ou d'un agent équivalent à l'état gazeux, que l'on fait alors agir, à une température élevée convenable, sur le minerai en formation appropriée, comme par exemple sur du minerai disposé en couche. 



   Dans les deux cas, les produits résultants sont amenés à agir sur le fer en les introduisant, notamment sous pression, dans la masse de ce dernier. 

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   Selon une autre particularité du procédé, le composé halogéné de fer qui est formé est séparé de l'alliage pour être décomposé, en vue de l'utilisation de ses constituants, notamment de la réintroduction en cycle de l'halogène d'une part et du fer d'autre part. 



   Pour sa décomposition, le composé halogéné de fer peut âtre soumis à une électrolyse aqueuse, ou bien encore traité par un   couran'   d'air chaud avec réduction subséquente de l'oxyde de fer par l'hydrogè ne, le gaz à l'eau, ou tout autre moyen. 



   Si pour la préparation du composé halogéné du ou des métaux d'alliage on a eu recours à un acide, la décomposition de l'halogénu- re de fer sera de préférence assurée à l'aide ou en présence de vapeur d'eau, afin de régénérer l'acide de départ. 



   D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la des- cription plus détaillée qui suit de certains de ses modes préférés d'exécution, dans l'application de l'invention à la fabrication d'un ferro-chrôme, en particulier à l'aide de chlorure de chrome, et en se servant d'appareillages tels qu'exemplativement illustrés dans le dessin annexé, sur lequel:   Fig.l   montre schématiquement une première installation pour la fabrication de ferro-alliage, comprenant l'introduction sous forme gazeuse du composé   halogène   d'un métal d'alliage dans un bain de fer en fusion;   Fig.2   montre, de même, une variante, dans laquelle l'introduction du composé halogéné du métal d'alliage dans le fer est effectuée sous forme solide. 



   En se référant à la   fig.l,   1 désigne un four do chloruration qui peut âtre de tout type approprié, par exemple à cuve comme représenté, dans lequel la matière de départ, tel du minerai de chrome pauvre par exemple, est alimentée par la trémie 2 pourvue d'une fermeture, telle la fermeture conique 3. Il convient d'additionner la matière de départ d'une petite quantité de carbone, sous forme de petits cokes ou de grains de charbon par exemple, pour assurer la décomposition de la vapeur d'eau et des oxydes du minerai, ainsi que- la transformation en CO et, ou CO de l'oxygène en provenant ou éventuellement introduit..      

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  Les résidus de l'opération de chloruration sont évacués dans le bac 4 formant avec la cuve 1 un joint hydraulique. 



   L'agent de chloruration, tel du chlore gazeux, est introduit sous pression par la conduite annulaire 5, tandis que la chaleur nécessaire à l'opération est fournie par la combustion dans la cham- bre 6 délimitée par la maçonnerie 7, d'un gaz approprié, ce chauffa- ge pouvant bien entendu être réalisé de toute autre manière, par exemple électriquement. Le chlorure métallique formé quitte le four par la conduite 8. 



   9 désigne un creuset ou enceinte quelconque, qui peut être un four de fusion, et qui contient du fer maintenu à température   conve-   nable, en tous cas à l'état pateux ou fluide, par tous moyens de chauffage appropriés, qui n'ont pas été représentés. Le creuset 9 est fermé par un couvercle 11 traversé par un prolongement   10,   nota- ment en matière réfractaire, de la conduite 3, qui plonge dans le bain de fer et par un conduit 12 servant   à   l'évacuation des produits gazeux de la réaction, en particulier à amener le chlorure de fer formé dans une tour de lavage 13. 



   Dans le creuset 9 il est avantageux de recouvrir la surface du bain de fer d'un désoxydant tel du charbon de bois, ou d'une scorie, cette dernière pouvant le cas échéant servir à épurer le fer en certains éléments indésirables ou à lui incorporer certains autres éléments à la façon connue. 



   Dans la tour 13, le chlorure de fer est condensé et amené en solution à l'aide d'une liqueur de lavage introduite par le conduit 14, la solution de chlorure de fer passant par la conduite 13a à l'appareil électrolyseur 15. 



   Dans l'électrolyseur 15, le fer se dépose sur la cathode 16 tandis que le chlore est racueilli à l'anode conformée en   cloche,17;   il en est soutiré par le conduit 18,20 et la pompe 21 qui le refoule dans un réservoir 22 alimentant, par le conduit 24, le distributeur 5 de la cuve 1. 23 désigne un réservoir de réserve contenant du chlore gazeux, destiné à la compensation des pertes et irrégularités du   cycle.   



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Le fer déposé sur la cathode 16 y est repris de temps à autre et peut en totalité ou partiellement être introduit dans le creuset 9, tandis que la solution épuisée de chlorure de fer est reprise dans l'électrolyseur par la pompe 19 et refoulée dans le conduit 14 pour former la liqueur de lavage précitée de la tour 13. 



   Lorsque le taux désiré d'incorporation du métal d'alliage est obtenu dans le creuset 9, le contenu de ce creuset en est soutiré,et une nouvelle charge de fer est introduite, cette opération pouvant être effectuée périodiquement ou en continu , à volonté. 



   Dans l'appareillage selon la figure 2, au lieu d'introduire le composé halogéné du métal d'alliage -- le chlorure de chrôme dans l'exemple choisi -- formé dans le four 1, directement dans le bain de fer du creuset 9, il est condensé dans une chambre 26 entourée d'une chemise 27 dans laquelle une circulation d'un agent de réfrigé- ration approprié est maintenue par les conduits 28. 



   Le composé halogéné du métal d'alliage condensé, recueilli en 29, en est prélevé   périodiquement   et transformé en charges cohérentes pour son introduction dans le creuset 9. 



   On pourra, par exemple, le comprimer sous forme de cartouches, dans des tubes en fer, lesquels sont alors introduits dans le creuset 9 par le conduit 30. 



   Le chlorure de fer gazeux qui se dégage du bain du creuset 9, au lieu d'être soumis à une opération d'électrolyse, est amené par le conduit 12 dans une chambre 31 , où il est traité par un agent d'oxy- dation, tel par exemple que de l'air, introduit par le conduit 32, à l'aide de tout moyen approprié, notamment par un ventilateur qui n'a pas été représenté. 



   Les oxydes de fer formés sont recueillis à la base de la chambre 31, en 33, et extraits périodiquement, pour être traités ultérieure- ment, par exemple à l'aide d'hydrogène, à l'effet d'en séparer la fer qui peut, en tout ou partie, être ramené au creuset 9. 



   Le chlore, mélangé à l'azote de l'air atmosphérique, est séparé de ce dernier par tous moyens connus, par exemple par condensation, dans la chambre 35 reliée à la chambre 31 par le conduit 34. Cette séparation peut s'obtenir par exemple par refroidissement le condensa-   @   

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 passant par la conduite 36 à la pompe 21 qui le refoule dans le réservoir 22. Le réservoir 23, ainsi que les autres éléments non spécialement désignés, ont les mêmes destinations que dans l'instal lation de la fig.l. 



   Comme il va de soi, et comme on l'a du reste déjà laisse enten- dre, il est bien entendu que l'invention n'est limitée ni aux exem- ples de réalisation du processus, ni aux appareillages plus spécia- lement décrits, mais qu'elle englobe au contraire les variantes et les équivalents. C'est ainsi par exemple que l'on pourrait combiner l'introduction sous forme cohérente du composé halogéné du métal d'alliage dans la masse de fer avec le traitement par électrolyse du composé halogéné du fer formé dans le creuset 9, ou bien l'intro   duction   sous forme gazeuse du composé halogéné du métal d'alliage dans le creuset 9, avec le traitement oxydant du composé halogéné du fer, l'halogène étant indifféremment employé comme tel ou sous forme d'acide, avec, dans ce dernier cas,

     retransformation   en   aci-   de de l'halogène séparé de sa combinaison avec le fer. 



    REVENDICATIONS   -------------- 
 EMI6.1 
 1,- Un procédé de fabrication de ferro-alliages, en particuli de ferro-chrome, molybdène, tungstène, vanadium, etc. en utilisant des halogènes, spécialement le chlore, comme véhicule du métal ou des métaux à allier au fer, caractérisé en ce que la réaction de l'halogénure du métal d'alliage est exécutée sur du fer porté à une température telle qu'il est non plus solide, mais fluide ou tout au i..:,.U: ' J moins pâteux. 



  2.- Un procédé selon la revendication 1, dans lequel l'halogè- ne servant de véhicule à un métal d'alliage est séparé du fer et réemployé pour la formation d'un halogénure de métal d'alliage. 



  3.- Un procédé selon la revendication 1, ou la revendication ? dans lequel le fer de l'halogénure de fer formé est réemployé en totalité ou en partie pour la formation de ferro-alliage.

Claims

4.- Un procédé salon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, dans lequel l'halogène est employé sous la forme d'un acide et reformé comme tel après sa séparation d'avec le fars <Desc/Clms Page number 7> 5.- Un procédé selon l'une quelconque des revendications précédons tes, dans lequel l'halogénure du métal ou des métaux d'alliage est incorporé sous forme gazeuse à la masse de fer.

6,- Un procédé selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, dans lequel l'halogénure du métal ou des métaux d'alliage est amené sous forme cohérente, notamment condensé et transformé en blocs., cartouches, ou semblables, pour son introduction à la masse de fer.

7.- Un procédé selon l'une quelconque des revendications précédent-.- dans lequel l'halogénure de fer est électrolysé pour la séparation du fer et de l'halogène.

8.- Un procédé selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, dans lequel l'halogénure de fer est oxydé, notamment à l'aide d'air, les oxydes de fer formés étant, le cas échéant, réduits, en particulier par l'hydrogène.

9.- Un appareillage pour l'exécution du procédé selon l'une quelcon que des revendications précédentes, comprenant en association, un appareil d'halogénation, telle une cuve pourvue de moyens de chauffage, et de moyens pour y introduire la matière à halogéner et l'halogène, un creuset ou autre réservoir à, fer, pourvu de moyens pour maintenir ce fer à l'état fluide ou tout au moins pâteux, et des dis- positifs, tel un électrolyseur ou un appareil d'oxydation, pour séparer l'halogène de sa combinaison avec le fer.

10,- Un appareillage selon la revendication 9, comprenant en outre des moyens, telle une pompe dt des réservoirs, pour reprendre l'halogè- ne séparé du fer et, le cas échéant, le réintroduire dans l'appareil d'halogénation.

11.- Un appareillage selon la revendication 9 ou la revendication 10, comprenant en outre des moyens, telle une chambre munie d'une chemise de circulation pour un fluide refroidisseur, pour condenser l'halogénure du métal ou des métaux d'alliage, et des moyens pour recueillir cet halogénure condensé.

12.- Un appareillage selon l'une des revendications 9 à 11, com- pranant en outre des moyens, tel un appareil de condensation, pour séparer l'halogène d'un véhicule gazeux, tel l'azote atmosphérique. <Desc/Clms Page number 8>

13.- Un procédé pour la fabrication de ferro-alliages, en subs- tance tel que décrit, ou comme décrit en se référant au dessin annexé= 14,- Les appareillages pour la fabrication de ferro-alliages, en substance tels que décrits en se référant à, ou tels que représentés dans le dessin annexé.