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Il Procédé pour la production de fontes pauvres en soufre à partir de matières de départ contenant du soufre ".
La présente invention a pour objet un procédé pour la production de fontes pauvres en soufre à partir de matières de départ contenant du soufre.
Au cours des dernières années, le traitement métallur- gique de minerais pauvres en fer a retenu l'attention d'une façon toute particulière . Lorsque ces minerais contiennent beaucoup de silice, ce qui est presque toujours le cas,la production d'une fonte dont la teneur en soufre soit suffi- samment basse pour qu'on puisse traiter cette fonte comme d'habitude pour la transformer en acier, pose des problèmes
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particuliers, car l'addition de quantitas suffisantes de chaux dans le haut-fourneau entraînerait une trop grande consommation de coke ou rendrait même impossible la con- duite du haut-fourneau .
Il est impossible de réaliser la désulfuration de ces sortes de minerais comme d'habitude au moyen de manga- nèse en raison des grandes quantités de manganèse qui seraient nécessaires et qui ne sont pas toujours disponi- bles dans le pays.
C'est pourquoi jusqu'ici on a résolu le problème de la désulfuration essentiellement en effectuant le traite- ment métallurgique en haut-fourneau sans tenir compte de l'absorption du soufre par la fonte, puis en soumettant la fonte contenant du soufre à un traitement supplémen- taire par addition d'agents désulfurants, notamment d'alca- lis, pour réduire sa teneur en soufre à une valeur permet- tant son traitement ultérieur par les moyens habituels.
C'est ainsi par exemple qu'on a pu traiter des fontes ayant une teneur en soufre supérieure à 1 % et réduire leur teneur en soufre à la valeur usyelle inférieure à 0,1 %.
Toutefois, le traitement de la fonte au moyen d'alca- lis représente une phase de traitement supplémentaire avec ses incommodités, entraînant aussi des frais qu'il est souhaitable d'éviter. C'est pourquoi l'invention a pour but de résoudre'le problème de la désulfuration d'une toute autre façon. Pour cela on est partie de cette constatation que l'on peut parfois réussir à éliminer le soufre par sublimation au cours du traitement métallur- gique ,probablement sous la forme d'un composé de sili- cium et de soufre.
Or on a constaté, de façon inattendue, que l'on peut volatiliser le soufre dans le haut-fourneau, au cours du
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traitement métallurgique, en faisant marcher le haut-four- neau avec de l'air enrichi en oxygène ou avec de l'oxygène pur. Avec une telle marche la température en avant des tuyè- res est supérieure à celle dans la marche avec de l'air atmosphérique, mais, d'autre part, la température baisse plus rapidement vers le haut à partirr des tuyères, parce qu'il entre dans le haut-fourneau moins d'azote réchauffé, qui cède sa chaleur sensible aux couches supérieures de la charge. Il faudrait donc supposer, en somme, que les compo- sés volatils du soufre qui se forment dans la zone de réac- tion chaude se précipite rapidement de nouveau dans les cou- ches plus froides de la charge .
Toutefois, cette précipita- tion théorique ne se produit pas, car le soufre s'échappe avec les gaz du gueulard.
D'après ces constatations, on peut donc produire une fonte pauvre en soufre à partir de minerais pauvres en fer, en ne tenant pas compte pour la conduite du traitement métallurgique de la teneur en soufre, c'est-à-dire en n'ajoutant à la charge aucune addition capable de fixer le soufre, mais en faisant marcher le haut-fourneau avec de l'air enrichi en oxygène ou avec de l'oxygène pur. La fonte obtenue a une teneur en soufre permettant son traite- ment ultérieur de la façon habituelle, par exemple pour la production d'acier, sans que l'on soit obligé d'intercaler une opération de désulfuration particulière.
Dans le procédé suivant l'invention, on économise donc non seulement les alcalins nécessaires pour la désulfuration, mais aussi une partie des additions ajoutées à la charge et notamment de la chaux et par conséquent aussi du coke.
Lorsqu'il sera question ci-après de laitier "acide", il faudra donner à ce mot "acide" le sens qu'il a dans la pra- tique des hauts-fourneaux, et non pas son sens chimique.
Le spécialiste des hauts-fourneaux parle d'un laitier acide lorsque le rapport entre CaO et SiO2 est sensiblement égal à 1.
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Le procédé objet de l'invention s'avère également avan- tageux avec des minerais donnant d'eux-mêmes des laitiers dont le rapport entre CaO et SiO2 est supérieur à 1 , lors- que la quantité de laitier produite par la marche ordinaire du haut-fourneau serait trop petite pour fixer le soufre en quantité suffisante . En pareil cas, pour la marche or- dinaire du haut-fourneau, on ajoute, à la charge, des addi- tions augmentant le volume du laitier. Lorsqu'on opère sui- vant le procédé de l'invention, ces additions ne sont plus nécessaires, de sorte que l'invention peut encore être mise en oeuvre avantageusement dans le cas d'un laitier ne pou- vant plus être appelé acide .
L'invention se distingue donc des procédés métallurgi- ques connus non pas tant par la nature du laitier que plu- tôt par suite de ce qu'on ajoute à la charge moins de chaux ou autres additions fixant le soufre, cette adjonc- tion étant même parfois supprimée, ou que l'on supprime l'opération particulière de désulfuration de la fonte,par exemple au moyen de carbonate de soude, ou même que l'on économise ces deux mesures.
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Process for the production of low sulfur pig irons from starting materials containing sulfur ".
The present invention relates to a process for the production of low sulfur pig irons from starting materials containing sulfur.
In recent years, the metallurgical processing of low iron ores has received particular attention. When these ores contain a lot of silica, which is almost always the case, the production of a pig iron with a sufficiently low sulfur content that this pig iron can be processed as usual to transform it into steel, poses problems
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particular, since the addition of sufficient quantities of lime in the blast furnace would cause too much coke consumption or even make it impossible to operate the blast furnace.
It is not possible to carry out the desulphurization of these kinds of ores as usual by means of manganese because of the large quantities of manganese which would be required and which are not always available in the country.
This is why the problem of desulphurization has hitherto been solved essentially by carrying out the metallurgical treatment in a blast furnace without taking into account the absorption of sulfur by the iron, then by subjecting the iron containing sulfur to a further treatment by addition of desulfurizing agents, in particular alkalis, to reduce its sulfur content to a value allowing its subsequent treatment by the usual means.
Thus, for example, it has been possible to treat cast irons having a sulfur content greater than 1% and to reduce their sulfur content to the usual value of less than 0.1%.
However, the treatment of cast iron with alkalis represents an additional treatment phase with its inconveniences, also involving costs which it is desirable to avoid. This is why the object of the invention is to solve the problem of desulfurization in a completely different way. For this we started from the observation that we can sometimes succeed in removing sulfur by sublimation during the metallurgical treatment, probably in the form of a compound of silicon and sulfur.
However, it has been observed, unexpectedly, that sulfur can be volatilized in the blast furnace, during the
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metallurgical treatment, by operating the blast furnace with air enriched with oxygen or with pure oxygen. With such a step the temperature in front of the nozzles is higher than that in the step with atmospheric air, but, on the other hand, the temperature drops more rapidly upwards from the nozzles, because it less heated nitrogen enters the blast furnace, which transfers its sensible heat to the upper layers of the load. It would therefore be assumed, in sum, that the volatile sulfur compounds which form in the hot reaction zone rapidly precipitate again in the cooler layers of the feed.
However, this theoretical precipitation does not occur because the sulfur escapes with the top gases.
According to these observations, it is therefore possible to produce a low-sulfur cast iron from ores low in iron, by not taking into account for the conduct of the metallurgical treatment the sulfur content, that is to say in n ' adding to the charge no addition capable of fixing the sulfur, but by operating the blast furnace with oxygen enriched air or with pure oxygen. The cast iron obtained has a sulfur content allowing its subsequent processing in the usual way, for example for the production of steel, without having to insert a particular desulphurization operation.
In the process according to the invention, therefore, not only the alkalis necessary for the desulphurization, but also part of the additions added to the feed, and in particular lime and consequently also coke, are saved.
When "acid" slag is referred to below, this word "acid" should be given the meaning it has in blast furnace practice, and not its chemical meaning.
The blast furnace specialist speaks of an acid slag when the ratio between CaO and SiO2 is substantially equal to 1.
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The process which is the subject of the invention also proves to be advantageous with ores which themselves give slag in which the ratio between CaO and SiO2 is greater than 1, when the quantity of slag produced by ordinary operation of the slag. blast furnace would be too small to fix the sulfur in sufficient quantity. In such a case, for the ordinary operation of the blast furnace, additions are added to the load which increase the volume of the slag. When operating according to the process of the invention, these additions are no longer necessary, so that the invention can still be carried out advantageously in the case of a slag which can no longer be called acid.
The invention therefore differs from known metallurgical processes not so much by the nature of the slag but rather by the fact that less lime or other sulfur-fixing additions are added to the feedstock, this addition being sometimes even suppressed, or that one suppresses the particular operation of desulphurizing the cast iron, for example by means of sodium carbonate, or even that these two measures are saved.