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@ Procédé de fabrication de ferro-alliages à basse teneur en carbone, et en particulier de ferro-chrome"
On sait que la fabrication des ferro-alliages à basse teneur en carbone comporte en général deux phases distinctes: Dans la première phase, on fabrique un alliage riche en sili- cium, par exemple en réduisant par le carbone au four électri- que un mélange convenable de minerai et de silice, avec géné- ralement addition de chaux pour fluidifier le laitier formé.
L'alliage obtenu dans cette première phase est pauvre en carbone. Dans la deuxième phase, on traite le silico-alliage obtenu dans la première phase au moyen d'un laitier riche en oxyde du métal d'alliage, dans le but d'éliminer le silicium
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et d'ob enir fi-ale:l1e,l t un ferro-aJ -;"¯8 '''8 pauvre à la fois en carbone et en s5-liciuri, Dans les procédés anciens, la seconde phase opératoire
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était souvent effectuée dans des fours ez lo::l procédait à plusieurs décrassages o"'.J.'1cessi1's, ou bien or laissais systé- matiquement dans le laitier final des quantités importantes d 1 oxyde: . Dans tou,3 ces procédés, ce-1::to phGe opÉ'r, oire conduis,; J.t à de mauvais rendements en TI12";a';.:: cl'allis..2,es par suite de 1: épI' tsement insuffisant des laitier'.'- 3n cxydes de ces métaux.
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Plus ré-leirmert, la Société demanderesse a proposée en vue ri acc êlérer la deuxième phase e-,; 1"auo=menter son r'end6ji1e';j, de rPllj3el'; entre le silice-alliage fondu et le laitier j¯'onc3 ur. intelxr'6lange énergique ou même un bnssago violent imenant rapidement l'équilibre entre le métal et le
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laitier , Cependant si dans un tel p c cd , en cherche à descendre à des ceneurs très basses en silicium dans l'alliage
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final, on est encore obligatoirement aIT±-:1 é à laisser dans le laitier ,les quantités dcxyde qui, quoique brôs inférieures à celles que donne Tait un tra5- temen effectua sans L1te::'méla:rge énergique- ou sans brassage violent, sont orcore relativement Importantes.
C'est ainsi par exemple que, :;1 l'on veut labri- quer par ce procédé un ferro-chrome à basse teneur en silicium, on est conduit à laisser dans le laitier final des teneurs en Cr203 variant enpre 400 8 % . Aussi a-t-on. recours généralement,
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dans les divers procédés ci-dessus rappelés, ù un rechargement du laitier de désiliciation Insuffisamment épuisé en oxydes dans le Tour à s¯'.lico-aliage où on le rf0.1.'::
.t à nouveau , 1.,lxis cette manière de faire conduit à une augmentation du prix de revient de l'élaboration du silico-alliage
La présente invention a pour objet un procédé de
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fabrication de ferro-alliages à basses teneurs en carbone qui permet à la fois une marche très économique du four à silico-alliage, l'obtention d'une teneur finale en silicium du forro-alliage aussi faible que l'on veut, et en même temps un épuisement quasi-total en oxydes métalliques de la scorio utilisée pour la désiliciation.
Ce procédé consiste essentiellement à élabore!* un silico-alliage en soumettant un mélange de quartz et de minerai du métal à allier, à une réduction par le carbone en marche d'allure acide, sans addition de laitier résiduel, puis à djsilicier en deux stades le silico-alliage ainsi obtenu, au moyen d'un laitier à base du minerai considéré et de chaux, à savoir:
un premier stade comportant un brassage entre le silico-chrome et le laitier provenant du deuxième stade d'une coulée précédente, et au cours duquel ce laitier est pratiquement épuisé en oxyde du métal d'alliage et le silico-alliage partiellement désilicié, et un deuxième stade comportant un traitement de ce silico-alliage, partiellement désilicié,à l'aide d'un laitier frais à base de minera!, et de chaux, et dans lequel le silico-chrome est désilicié, jusqu'à la teneur finale désirée en silicium .
Le procédé objet de l'invention comprend donc essentiel- lement trois phases :fabrication du silice-alliage, premier stade de désiliciation, deuxième stade de désiliciation. Ce procédé assure grâce à la combinaison de ces trois phases, l'obtention de ferro-alliages à basse teneur en carbone avec un rondement total on métal d'alliage extrêmement élevé et un prix de revient nettement inférieur à celui des procédés connus. Il est applicable à la fabrication de tout ferro- alliage à basse teneur en carbone : ferro-chrome, ferro-
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ferro-molybdène, manganèse, ferro-titane. etc...
Toutefois, dans la descrip- tion complémentaire ci-après, et pour la simplification do l'expose, on se référera plus spécialement à la fabrication do fcrro-chromo, mais il est bien entendu quo les explications données dans cette description s'appliquent., avec les change- ments nécessaires, également à la fabrication d'autres ferro- alliages par exemple de ferro-nickel, de ferro-titane, de forro- molybdène.
Dans la fabrication d'un fcrro-chromo conformément au procède de l'invention, la première phase consistant dans la formation du silice-chreme se caractérise notamment on co qu'elle no nécessite pratiquement la mise en oeuvre que de matièros fraîches, à savoir du minerai do chrome et du quartz, sans utilisation de vieux laitiers ni adjonction obligatoire de fluidifiants . Les phases subséquentes de désiliciation no donnent en effet finalement lieu à aucun résidu riche en oxyde de chromo et susceptible d'être rechargé au four à silico-chromo, car les laitiers utilisés pour cotte désili- ciation sont complètement épuisés en oxydes.
Dans les procé- dés anciens, où l'on réutilisait au four à silico-chrome le laitier résiduel de l'opération de désiliciation, la propor- tion importante de chaux contenue dans ce laitier conduisait à une dépense supplémentaire d'énergie pour le refondre et entraînait la nécessité d'effectuer la réduction à tempé- rature relativement élevée par suite de l'enrichissement on chaux du lit de fusion et de la diminution de la teneur en sillon libre.
L'expérience a montré que la réduction du mélange de minerai de chromo et de quartz s'effectue dans des conditions très favorables en marche d'allure acide, confor- mément à l'invention, l'opération pouvant en outre être conduite à une température moins 61ovée, pour une même teneur
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en silicium du silice-alliage, qu'avec des laitiers riches en chaux,,et sans qu'il soit nécessaire d'ajouter des
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fluidifiants.-A titre d'indication, la consommation de courant dans l'opération de fabrication du silico-chrome conformé- ment à l'invention, se trouve réduite de 20 à 30 % par rapport
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t oolle des pM46d6a anoienap ce qui oxatitvs une 6ooDoaie considérable et accroît la capacité de production du four.
De plus, cette marche d'allure acide présente l'avan- tage qu'à teneur égale en silicium, le silico-chrome obtenu présente une teneur en carbone inférieure à celle que l'on obtient dans les procédés anciens . Ceci permet donc, ou bien de fabriquer des silico-chromes et par suite, des ferro- chromes, à teneur plus basse en carbone, ou bien, pour des teneurs équivalentes en carbone, de partir de silico-chroxies à teneurs plus faibles en silicium, ce qui constitue un
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avantage éconoqusupplÓmentaire, du fait de la diminution de la quantité de quartz à réduire .
Il convient toutefois de souligner que la marche acide ci-dessus décrite pour la fabrication du silico-chrome n'est rendue économiquement possible que grâce au fait que les mesures prévues par l'invention pour la désiliciation de ce silico-chrome assurent un épuisement quasi-total du laitier résiduel en oxyde de chrome.
La deuxième phase du procédé comporte une désili- ciation partielle du silico-chrome fabriqué dans la première phase. Cette désiliciation s'effectue à l'aide du laitier de désiliciation provenant de la troisième phase d'une coulée précédente et qui se trouve déjà partiellement épuisé en oxyde de chrême .mais en renferme encore des quantités impor- tantes.
Le traitement s'effectue avantageusement par inter-
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mélange énergique ou par brassage violent du silico-chrome fondu et du laitier fondu, conformément à un des procédés connus précédemment décrits par la demanderesse, prooédés dans lesquels il y a interpénétration plus ou moins poussée du métal et du laitier, plus ou moins divisés, par exemple brassage par versement violent de haut et en gros jet du métal fondu dans le laitier fondu, intermélange énergique dans un appareil qui comporte deux récipients profonds ouverts par le haut et accolés l'un à l'autre par leurs bords de manière que les axes de ces récipients fassent entre eux un angle assez grand pour qu'en rendant ces doux récipients solidaires d'un même axe d'oscillation on puisse, en faisant osciller rapidement l'ensemble qu'ils forment ainsi,
verser assez énergiquement le contenu d'un récipient dans l'autre récipient et inversement pour qu'il se produise une forte interpénétration dos matières fondues ou des matières fondues et des matières solides,versées d'un récipient dans l'autre.
Dans un tel appareil on peut, notamment, charger une partie des éléments réagissants à l'état solide, l'autre partie à l'état liquide, etc . L'intermélange énergique ou le brassage violent conduisent, comme il a été dit, à un épuisement quasi-total du laitier en Cr203 et à une désiliciation seulement partielle du silice-chrome.,
Enfin, dans la troisième phase du procédé, le silico - chromo partiellement désilicié au cours de la deuxième phase ci-dessus, est repris et traité par un laitier à base de minerai de chrome et de chaux. Ce traitement peut s'effectuer d'une manière quelconque, soit avec intermélange énergique ou brassage violent, ce qui est toujours préférable, soit sans intermélange énergique ou sans brassage violent .
L'opération
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peut être faite notamment dans l'appareil décrit ci-dessus ou dans tout autre appareil d'intermélange énergique, ou même simple- mont dans une poche en versant violemment, de haut et en gros jot, le métal sur le laitier placé dans le fond d'une poche, ou dans un four,par tout procédé connu, soit à partir de silico- chromo à l'état solide soit à partir de silico-chreme à l'état fondu, le laitier étant chargé on partie ou en totalité à l'état fondu. La quantité de minerai de chromo à mettre en jeu est déterminée de telle manière que, pratiquement, les quantités d'oxydes réductibles contenus dans ce minerai (Cr2O3.FeO) cor- respondent stoechiométriquement à la quantité totale de sili- cium à éliminer d'une charge de silico-chrome initiale.
La pm - portion de chaux sera d'autant plus élevée, en règle générale, que la teneur finale désirée en silicium sera faible, et que la teneur en Cr2O3 dans la troisième phase sera plus élevée.
La quantité de chaux à ajouter dépend également do la composi- tion du minerai, La chaux peut être remplacée partiellement par d'autres éléments basiques tels, par exemple quo la magnésie.
Au cours de ce dernier traitement, la désiliciation du silico-chrone peut être poussée jusqu'au point désirable, la teneur finale en silicium atteinte étant d'autant plus faible que la teneur en éléments basiques et en Or 203 du laitier est plus élevée. Comme, dans cette troisième phase, on peut sans inconvénient aboutir à une teneur on Cr203 relativement élevée du laitier résultant - celui-ci devant 8tro réutilisé dans la deuxième phase de l'opération suivante et y être épuisé presque totalement en oxyde de chrome - on conçoit que la quantité d'éléments basiques et on particu- lier do chaux à mettre en oeuvre, sera moins grande, pour l'obtention d'une teneur finale en silicium déterminée, que dans les anciens procédés.
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Il rossort clairement de ce qui précède quo, grâcc à la miac on oeuvre combinée des deux phases de désiliciation, coormémont à l'invention, la quantité de minerai do chromo à mettre on jeu pour la d6siliciation ne dépasse pas pra- tiquement colle qui correspond stoechiométriquement, on oc qui concerne les oxydes métalliques réductibles, à la quantité de silicium à éliminer, et que ce minerai est totalemont épuisé on chrome au cours de la deuxième phase du procédé (premier stade de désiliciation). On n'a donc plus à repasser au four à silico-chrome de laitiers résiduels plus ou moins richos en oxydes, ce qui permet, comme il a été dit plus haut, de réaliser avantageusement une marche do ce four d'allure acide.
Il convient de remarquer que si les trois phases du procédé objet de l'invention se succèdent nécessairement dans l'ordre indiqué lorsqu'on les considère dans leur application à la fabrication et au traitement d'une mire quantité do silico-chrome. la mise en oeuvre do ce procédé peut par contre donner liou à dos variantes en co qui concerne leur succession matérielle dans le temps, ainsi quo la montrent les divers modes de réalisation décrits ci-après à titre d'exemples non limitatifs : lor mode do réalisation .
On utilise une installation compronant un four do fabrication de silico-chrome, un four de fusion de minera do chrome et un appareil d'intermélange énergique, par exemple du typo précité qui comporte deux récipients profonds ouverts par le haut et accolés l'un à l'autre par leurs bords de manière quo les axes do ces récipients fassent entre eux un angle assez grand pour qu'on rondant cos doux récipients solidaires d'un môme axo @
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d'oscillation on puisse on faisant osciller rapidement l'en- semble qu'ils forment ainsi, verser assez énergiquement le contenu d'un récipient dans l'autre récipient et inversement pour qu'il se produise une forte interpénétration des matières fondues ou dos matières fondues et des matières solidos,verséos d'un récipient dans l'autre.
A la fin de la troisième phase d'une opération précédente, on laisse dans l'appareil d'inter- mélango énergique le laitier provonant de cette phase et qui contient encore des proportions substantielles d'oxydes ot on charge dans cet appareil du silico-chromc provenant du four à silico-chrome. Cet alliage peut être introduit dans l'appareil à l'état liquide, ou à l'état solide cc qui permet de rendre. la marche de l'appareil indépendante , dans le temps, de colle du four. Après l'intermélange énergique du silico-chrome et du laitier, on élimine cc dernier, on le remplace par du minerai de chrome fondu provenant du four de fusion do minerai et on procè- do à un nouvel intormélango énergique on ajoutant de la chaux à l'état solide .
Lorsque la réaction est terminée, on coule le forro-alliagc désilicié et il reste dans l'appareil un laitier fondu prêt à servir pour la coulée suivante.
Dans ce mode de réalisation de l'invention, l'ordre dans lequel se succèdent matériellement les trois phases coïncide avec celui qui caractérise le schéma du procédé.
2ème modo de réalisation.
On utilise une installation comportant un four de fabrication de silico-chreme.un four de fusion de laitier et un appareil d'intermélange énergique. A la différence de cc qui a lieu dans le mode de réalisation précédent, lc silico- chromo partiellement désilicié au cours do la deuxième phase du. procédé est, à chaque opération, coulé, stocké, et broyé. On
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dispose donc d'une manière permanente do silico-chromc à l'état broyé et partiellement désilicié.
La suite des opérations est, dans ce cas, la suivante
On prélève dans le four de fusion de laitier uno quantité déterminée de laitier fondu à base de minorai do chrome et do chaux, et on l'introduit dans l'appareil d'inter- mélange énergique, en même temps que du silico-chrome partiel- lement désilicié, à l'état broyé. On effectue un intormélange énergique qui provoque la désiliciation finale du silico-chrome, réalisant ainsi .la troisième phase du procédé. Le ferre-chreme obtenu est éliminé de l'appareil, tandis que le laitier résul- tant y est maintenu. On prélèvo alors au four à silice-chrome, la quantité nécessaire de cet alliage et on l'introduit dana l'appareil.
On intermélange énergiquement, de manière à réaliser l'épuisement total du laitier en Cr2O3 (deuxième phase du procédé). Cet intermélange énergique terminé, on élimine d'une part le laitier épuisé et d'autre part le silico-chromo , partiellement désilicié, que l'on laisse solilifior et que l'on stocke en vue d'opérations ultérieures.
On remarque, dans ce mode de réalisation, quo l'ordre dans lequel los deux phases de déailiciation sc succédant maté- riellement dans l'appareil d'intormélange énergique est inversé par rapport à celui qui est suivi dans le modo de réalisation précédent .
3ème modo do réalisation.
On dispose d'une installation comprenant un four do fabrication du silico-chromo, un four de fusion de silico- chrome et un appareil d'intermélange énergique. Comme dans le mode do réalisation précédent, le silico-chrome partiellement désilicié provenant do la deuxième phase du procédé est, à chaque opération, coulé ot stocké. La suite des opérations
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s'effectue de la manière suivante :
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Lo s1l1cijPOmc particllociont désilio16 est introduit .dans le four clc fusi.orl on marne temps que les éléments constitutifs du laitier : minorai do chrome et chaux.
Une fois ces éléments fondus, on les laisse àgir pondant un temps suffisant pour quo la teneur finale désirée on silicium soit atteinte (troisièmo phase du precédé), la quantité do minorai do chromo introduite dans le four étant choisie telle qu'il reste dans le laitior, on fin, d'opération,. uno quantité importante de Or 203 Le forro- chromo obtenu ost coulé hors du four. Le laitier restant ost prélevé et introduit dahs l'appareil d'intcrmélango énorgiquo, on même temps que du silice-chrome provenant du four do réduction et quo l'on peut du roste charger soit à l'état liquide, soit à l'état solide .
On intcrmélango énergiquement pondant doux minutes environ, réalisant ainsi la deuxième phase du pro cédé
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(dé$11t1Oa partiello du siiioo-chromo et épuisement du laitier ch Or203). Le laitier épuisé est 41m1hê et 10 silico- chromc partiellement désilicié est coulé et stocké en vue d'opé- rations ultérieures.
Dans co mode de réalisation, comme dans le précédente l'ordro dans lequel les doux phases do déslliciation so succè- dent dans la temps est inversé par rapport à celui dans lequel elles se succèdent sur une même quantité do silico-chromo.
Voici un exemple non limitatif do mise en oeuvre du procédé objet de l'invention :
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On a élaboré au four .1 silico-chromo,, à partir d'une charge comportant
150 parties on poids do minerai de chromo .
190 parties on poids de quartz et 98 parties on poids de coke
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un silico-chrome de composition : Si = 45 %
C = 0,030 % Cr = 40% le reste étant constitué principalement par du for.
D'autre part, on a fondu dans un four à fusion do lai- tier, un mélange de 103 parties on poids de minorai de chromo et 80 parties en poids de chaux.
On a chargé alors dans un appareil d'intormélango énergi- quo tel quo colui décrit ci-dcssus 1500 kg du mélange fondu ci-dossus et 410 Kg de silico-chreme partiellement désilicié provenant d'opérations précédentes et ayant la composition suivante :
Si = 33 %
Cr = 51 %
C = 0,027 % le reste étant principalement du for, Ce silico-chreme était à l'état solide ; il avait été préalablement broyé do façon à traverser entièrement un tamis ayant 5 m/m d'ouverture de mailles.
Après 2 minutes d'intermélange énergique, on a obtenu 560 Kg. environ, de fcrro-chromo titrant Si = 0,12 %
C = 0,024 % ; Cr = 73,50%
Ce forro-chromo avait donc des teneurs très basses en silicium et en carbone. On l'a coulé en laissant le laitier dans l'appareil . Ce laitier avait comme analyse :
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Cr2O3 = 7%
Sio2 = 25 % .
FoO = 0,20 % ,
Al2O3 = 9,50%
Cao = 46%
Mgo = Il,50 %
Sur co laitier, on a vorsé 365 Kg de aille-0-chromo liquide provenant -du four à silico-chreme et dont la compo- sition a été donnéo plus haut.
Après 2 minutes d'intermôlangc énergique, on a obtenu 395 kg do silice-chreme partiellement désilicié titrant :
Si = 32 %
Cr = 52 % .
C = 0,027 %
Le laitier résiduaice a été évacué . Il no renfermait plus quo 0,50 % de Cr2O3 et 0,14% do FeO. Il avait par conséquent été parfaitement épuisé en oxydes réductibles.
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@ Manufacturing process of low carbon ferroalloys, and in particular ferro-chromium "
It is known that the manufacture of ferroalloys with a low carbon content generally comprises two distinct phases: In the first phase, an alloy rich in silicon is produced, for example by reducing a mixture with carbon in an electric furnace. suitable ore and silica, usually with the addition of lime to thin the slag formed.
The alloy obtained in this first phase is low in carbon. In the second phase, the silico-alloy obtained in the first phase is treated by means of a slag rich in oxide of the alloy metal, in order to remove the silicon
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and to obtain fi-ale: l1e, l t a ferro-aJ -; "¯8 '' '8 poor in both carbon and s5-liciuri, In old processes, the second operating phase
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was often carried out in ovens where it carried out several cleanings o "'. J.'1cessi1's, or else left systematically in the final slag large quantities of oxide:. In all these processes, ce-1 :: to phGe opÉ'r, oire lead ,; Jt to poor yields in TI12 "; a ';. :: cl'allis..2, es as a result of 1: insufficient epI tsement of slag' .'- 3n oxides of these metals.
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More re-leirmert, the applicant company has proposed in order to accelerate the second phase e-; 1 "auo = lie son r'end6ji1e '; j, de rPllj3el'; between the molten silica-alloy and the slag j¯'onc3 ur. the
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slag, However if in such a p c cd, seeks to descend to very low ceneurs in silicon in the alloy
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in the end, it is still obligatory to leave in the slag the quantities of oxide which, although lower than those given by a treatment carried out without L1te :: 'mixing: vigorous- or without violent stirring , are orcore relatively important.
Thus, for example: 1 it is desired to manufacture by this process a ferro-chromium with a low silicon content, it is necessary to leave Cr 2 O 3 contents in the final slag varying in purple from 400 to 8%. Also we have. generally recourse,
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in the various processes recalled above, ù a reloading of the slag of desiliciation insufficiently exhausted in oxides in the lathe to s¯ '.lico-aliage where it is rf0.1.' ::
.t again, 1., lxis this way of doing things leads to an increase in the cost price of the production of the silico-alloy
The present invention relates to a method of
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manufacture of ferro-alloys with low carbon contents which allows both a very economical operation of the silico-alloy furnace, obtaining a final silicon content of the forro-alloy as low as desired, and in at the same time an almost total depletion of metal oxides of the scorio used for the desiliciation.
This process essentially consists in producing! * A silico-alloy by subjecting a mixture of quartz and ore of the metal to be alloyed, to a reduction by carbon in process of acidic appearance, without addition of residual slag, then to djsilicier in two stages the silico-alloy thus obtained, using a slag based on the ore in question and lime, namely:
a first stage comprising a stirring between the silico-chromium and the slag originating from the second stage of a previous casting, and during which this slag is practically exhausted in oxide of the alloy metal and the partially desilicon silico-alloy, and a second stage comprising a treatment of this silico-alloy, partially desilicon, using a fresh slag based on mineral mineral! and lime, and in which the silico-chromium is desiliconated, up to the desired final content in silicon.
The process which is the subject of the invention therefore essentially comprises three phases: manufacture of the silica-alloy, first stage of desiliciation, second stage of desiliciation. This process ensures, thanks to the combination of these three phases, the production of ferroalloys with a low carbon content with an extremely high total roundness of the alloy metal and a cost price clearly lower than that of the known processes. It is applicable to the manufacture of any low carbon ferroalloy: ferro-chromium, ferro-
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ferro-molybdenum, manganese, ferro-titanium. etc ...
However, in the additional description below, and for the sake of simplification of the explanation, reference will be made more specifically to the manufacture of crro-chromo, but it is understood that the explanations given in this description apply. , with the necessary changes, also for the manufacture of other ferroalloys, for example ferro-nickel, ferro-titanium, forro-molybdenum.
In the manufacture of a crro-chromo in accordance with the process of the invention, the first phase consisting in the formation of the silica-chreme is characterized in particular when it practically does not require the use of fresh materials, namely chrome ore and quartz, without the use of old slag or the compulsory addition of thinners. The subsequent desiliciation phases in fact ultimately give rise to no residue rich in chromo oxide and capable of being recharged in the silico-chromo furnace, since the slags used for this desilination are completely depleted in oxides.
In old processes, where the residual slag from the desiliconization operation was reused in the silico-chromium furnace, the large proportion of lime contained in this slag led to an additional expenditure of energy to remelt it. and resulted in the need to carry out the reduction at a relatively high temperature due to the lime enrichment of the melt bed and the decrease in the free-furrow content.
Experience has shown that the reduction of the mixture of chromo ore and quartz is carried out under very favorable conditions in the acidic process, in accordance with the invention, the operation being able, moreover, to be carried out at an acid rate. temperature minus 61ovée, for the same content
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silicon of the silica-alloy, with slags rich in lime, and without the need to add
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fluidizers.-As an indication, the current consumption in the operation for manufacturing silico-chromium according to the invention is reduced by 20 to 30% compared to
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T ools pM46d6a anoienap which oxatitvs a considerable 600Door and increases the production capacity of the furnace.
In addition, this process of acidic appearance has the advantage that with an equal silicon content, the silico-chromium obtained has a lower carbon content than that obtained in the old processes. This therefore makes it possible either to manufacture silico-chromes and consequently ferro-chromes, with a lower carbon content, or else, for equivalent carbon contents, to start from silico-chromiums with lower silicon contents. , which constitutes a
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additional economic advantage, due to the reduction in the quantity of quartz to be reduced.
It should however be emphasized that the acid process described above for the manufacture of silico-chromium is only made economically possible thanks to the fact that the measures provided for by the invention for the desiliciation of this silico-chromium ensure almost exhaustion. -total residual slag in chromium oxide.
The second phase of the process comprises a partial desili- cation of the silico-chromium produced in the first phase. This desiliciation is carried out with the aid of the desiliciation slag originating from the third phase of a previous casting and which is already partially depleted in chrism oxide, but still contains significant quantities.
The treatment is advantageously carried out by inter-
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vigorous mixing or by violent stirring of the molten silico-chromium and the molten slag, in accordance with one of the known processes previously described by the applicant, prooédés in which there is more or less extensive interpenetration of the metal and the slag, more or less divided, for example mixing by violent pouring from above and in large jet of the molten metal in the molten slag, vigorous intermixing in an apparatus which comprises two deep receptacles open at the top and contiguous to each other at their edges so that the axes of these containers form between them an angle large enough so that by making these soft containers integral with the same axis of oscillation we can, by causing the assembly they thus form to oscillate rapidly,
pour the contents of one receptacle into the other receptacle and vice versa sufficiently vigorously so that a strong interpenetration of the molten materials or of the molten materials and the solids, poured from one receptacle into the other takes place.
In such an apparatus it is possible, in particular, to charge part of the reacting elements in the solid state, the other part in the liquid state, etc. The vigorous intermixing or the violent stirring lead, as has been said, to an almost total depletion of the Cr 2 O 3 slag and only a partial desiliciation of the silica-chromium.
Finally, in the third phase of the process, the silico - chromo, partially desiliconated during the second phase above, is taken up and treated with a slag based on chromium ore and lime. This treatment can be carried out in any way, either with vigorous intermixing or violent mixing, which is always preferable, or without vigorous intermixing or without violent mixing.
The operation
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can be made in particular in the apparatus described above or in any other vigorous mixing apparatus, or even simple- mount in a pocket by pouring violently, from top and in large jot, the metal on the slag placed in the bottom from a ladle, or in an oven, by any known process, either from silico-chromo in the solid state or from silico-chreme in the molten state, the slag being charged partly or entirely to molten state. The quantity of chromo ore to be brought into play is determined in such a way that, in practice, the quantities of reducible oxides contained in this ore (Cr2O3.FeO) correspond stoichiometrically to the total quantity of silicon to be removed from it. an initial silico-chromium charge.
The pm - lime portion will be higher, as a general rule, the lower the desired final silicon content, and the higher the Cr2O3 content in the third phase.
The amount of lime to be added also depends on the composition of the ore. The lime can be partially replaced by other basic elements such as, for example, magnesia.
During this last treatment, the desiliconization of the silico-chrone can be pushed to the desirable point, the final silicon content reached being all the lower the higher the content of basic elements and of Gold 203 in the slag. As, in this third phase, it is possible without inconvenience to end up with a relatively high Cr 2 O 3 content of the resulting slag - the latter having to be reused in the second phase of the following operation and to be almost completely exhausted therein in chromium oxide - one understands that the quantity of basic elements and one in particular of lime to be used, will be less, for obtaining a determined final silicon content, than in the old processes.
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It is clear from the foregoing that, thanks to the combination of the two phases of desiliciation, together with the invention, the quantity of chromo ore to be used for the desiliciation does not practically exceed the adhesive which corresponds to the invention. stoichiometrically, one oc which relates to the reducible metal oxides, to the quantity of silicon to be eliminated, and that this ore is totalemont exhausted on chromium during the second phase of the process (first stage of desiliciation). There is therefore no longer any need to iron any residual slag more or less rich in oxides in a silico-chromium oven, which allows, as has been said above, to advantageously carry out this oven with an acidic appearance.
It should be noted that although the three phases of the process which is the subject of the invention necessarily follow one another in the order indicated when they are considered in their application to the manufacture and treatment of a test quantity of silico-chromium. the implementation of this method can on the other hand give liou to back variants as regards their material succession in time, as shown by the various embodiments described below by way of nonlimiting examples: lor mode do production .
An installation comprising a silico-chromium production furnace, a chromium ore melting furnace and an energetic mixing apparatus, for example of the aforementioned type, which comprises two deep receptacles open at the top and side by side, is used. the other by their edges so that the axes of these receptacles form between them an angle large enough so that one round the soft receptacles integral with a same axo @
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of oscillation, the assembly which they thus form can be made to oscillate rapidly, pouring the contents of one receptacle into the other receptor sufficiently vigorously and vice versa so that a strong interpenetration of the molten or back matter occurs. molten materials and solid materials, poured from one receptacle into the other.
At the end of the third phase of a previous operation, the slag resulting from this phase and which still contains substantial proportions of oxides is left in the vigorous intermixing apparatus. chromc from the silico-chromium furnace. This alloy can be introduced into the apparatus in the liquid state, or in the cc solid state which makes it possible to make. operation of the appliance independent, in time, of glue from the oven. After the vigorous intermixing of silico-chromium and slag, the latter is removed, replaced by molten chromium ore from the ore smelting furnace and a further vigorous mixing is carried out adding lime to the ore. solid state.
When the reaction is complete, the desiliconated forroalliagc is poured and a molten slag remains in the apparatus ready to be used for the next pour.
In this embodiment of the invention, the order in which the three phases succeed one another coincides with that which characterizes the diagram of the process.
2nd mode of realization.
Use is made of an installation comprising a silico-chreme manufacturing furnace, a slag melting furnace and an energetic mixing apparatus. Unlike the cc which takes place in the previous embodiment, the silico-chromo partially desiliconated during the second phase of the. process is, at each operation, poured, stored, and crushed. We
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therefore permanently disposes of silico-chromc in the ground and partially desilicon state.
The sequence of operations is, in this case, the following
A determined quantity of molten slag based on chromium and lime minorai is taken from the slag melting furnace, and it is introduced into the vigorous intermixing apparatus, at the same time as partial silico-chromium. - slightly desilicon, in the crushed state. A vigorous intomixing is carried out which causes the final desiliconation of the silico-chromium, thus carrying out the third phase of the process. The chreme iron obtained is removed from the apparatus, while the resulting slag is kept there. The necessary quantity of this alloy is then taken from the silica-chromium oven and it is introduced into the apparatus.
The mixture is vigorously mixed, so as to achieve total depletion of the Cr2O3 slag (second phase of the process). Once this vigorous intermixing is completed, the exhausted slag is eliminated on the one hand and the silico-chromo, partially desiliconated, on the other hand, which is left to solilify and which is stored for subsequent operations.
It will be noted, in this embodiment, that the order in which the two phases of deailiciation sc materially succeeding in the energetic mixing apparatus is reversed with respect to that which is followed in the previous embodiment.
3rd mode of realization.
There is an installation comprising a silico-chromo production furnace, a silico-chromium melting furnace and a vigorous mixing apparatus. As in the previous embodiment, the partially desilicon silico-chromium coming from the second phase of the process is, at each operation, poured and stored. The rest of the operations
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is carried out as follows:
EMI12.1
Lo s1l1cijPOmc particllociont désilio16 is introduced. In the furnace clc fusi.orl one marls time that the constituent elements of the slag: minorai of chromium and lime.
Once these elements have been melted, they are left to act for a sufficient time for the desired final silicon content to be reached (third phase of the process), the quantity of minorai do chromo introduced into the furnace being chosen such that it remains in the laitior, we end, of operation ,. a large quantity of Gold 203 The forrochromo obtained was poured out of the furnace. The remaining slag is removed and introduced into the enorgiquo intcrmélango apparatus, at the same time as silica-chromium coming from the reduction furnace and that we can charge roste either in the liquid state or in the state. solid.
We mix vigorously, laying gently for about minutes, thus achieving the second phase of the process.
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(de $ 11t1Oa partiello of the siiioo-chromo and exhaustion of the ch Or203 slag). The spent slag is 41 ml and partially desilicon silicate is poured in and stored for later operations.
In one embodiment, as in the previous one, the order in which the gentle phases of deslliciation so succeed in time is reversed with respect to that in which they succeed each other in the same amount of silico-chromo.
Here is a non-limiting example of the implementation of the method which is the subject of the invention:
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Was prepared in the oven .1 silico-chromo ,, from a charge comprising
150 parts by weight of chromo ore.
190 parts by weight of quartz and 98 parts by weight of coke
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a silico-chromium of composition: Si = 45%
C = 0.030% Cr = 40% the remainder being constituted mainly by for.
On the other hand, a mixture of 103 parts by weight of chromo minor and 80 parts by weight of lime was melted in a milk melting furnace.
1500 kg of the above molten mixture and 410 kg of partially desilicon silico-chreme originating from previous operations and having the following composition were then loaded into an energetic intormélango apparatus as described above:
If = 33%
Cr = 51%
C = 0.027% the remainder being mainly for, This silico-chreme was in the solid state; it had been previously ground so as to pass entirely through a sieve having 5 m / m mesh opening.
After 2 minutes of vigorous intermixing, approximately 560 kg. Of crro-chromo titrating Si = 0.12% were obtained.
C, 0.024%; Cr = 73.50%
This forro-chromo therefore had very low silicon and carbon contents. We poured it leaving the slag in the apparatus. This slag had for analysis:
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Cr2O3 = 7%
SiO2 = 25%.
FoO = 0.20%,
Al2O3 = 9.50%
Cao = 46%
Mgo = Il, 50%
On co-slag, 365 kg of liquid 0-chromo garlic were poured from the silico-chreme furnace, the composition of which was given above.
After 2 minutes of vigorous intermixing, 395 kg of partially desilicon silica-chreme were obtained, assaying:
If = 32%
Cr = 52%.
C = 0.027%
The residual slag was evacuated. It contained no more than 0.50% Cr2O3 and 0.14% FeO. It had therefore been perfectly exhausted in reducible oxides.