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" Perfectionnements à la désulfuration des métaux ferreux en fusion ".
La présente invention est relative à la désulfuration des métaux ferreux en fusion, Elle vise, plus particu- lièrement, la désulfuration d'un métal ferreux en fusion dans le cas où l'on désire obtenir, dans le métal désul- furé, une teneur en soufre uniforme et rèlativement bas- se.
On a besoin de métal ferreux en fusion désulfuré, présentant une teneur en soufre uniforme et tout-@-fair réduite dans un grand nombre d'applications diverses.
L'une de ces applications consiste dans le mélange du métal ferreux en fusion désulfuré avec des scories de silicate de fer fondu en vue de l'obtention, par le pro-
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cédé ASTON, de loupes en fer forgé spongieux,desti- nées à être travaillées pour former des produits en fer forgé . En effet, si le métal présente une teneur en soufre hétérogène, le fer forgé résultant est lui- même hétérogène et peut, dans certains cas particu- liers, ne pas satisfaire aux normes spécifiées ou ne pas convenir à l'usage auquel on le destine .
D'autre part, si la teneur en soufre n'est pas partout suffi- samment basse dans le métal destiné à la fabrication du fer forgé par le procédé ASTON en vue de certaines applications, par exemple les tirants ou entretoises, le fer forgé peut ne pas satisfaire aux normes requises, ou présenter d'autres inconvénients.
La teneur du métal en soufre constitua également un facteur critique en ce qui concerne la température à laquelle il est possible de laminer le fer forgé obtenu à partir de ce métal. Pour des raisons bien connues des techniciens, il est désidable d'effectuer au moins une partie du laminage à une température relativement basse. Si l'on a prévu le laminage en vue de l'achever à une température avantageusement basse et que l'on rencontre des billettes particulières de fer forgé dont la teneur en soufre est supérieure à celle qui est compatible avec la température finale mise en oeuvre, il en résulter? selon toute vraisem- blance un laminage défectueux.
Il n'a pas toujours été possible, jusqu'ici, d'obtenir du métal ferreux en fusion destiné à la fa- brication du fer forgé par le procéda- ASTON avec une teneur en soufre aussi basse qu'on le désire . On n'a pas pu obtenir un métal ferreux très pauvre en sou- fre lorsque la teneur en soufre du métal, avant désulfuration et raffinage, était supérieure à la moyen- ne usuelle . Dans la production des métaux ferreuxen
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fusion pour la fabrication des produits forgés con- formément au procédé ASTON , la coutume est de fondre le métal dans .des cubilots.
Or, lorsque la teneur en soufre du métal en fusion coulé des cubilots était .exceptionnellement élevée, cette teneur relativement haute en soufre se maintenait à travers le stade de désulfuration et celui du raffinage (par,exemple au convertisseur Bessemer) et il en résultait, en définitive, un fer forgé présentant une teneur en soufre exagérée risquant de ne pas satisfaire aux normes ou de ne pas convenir à des applications particulières, ou encore il en résultait un fer forgé impossible à laminer d'une manière satisfaisante aux températures particulières de laminage utilisées.
Un procédé courant pour désulfurer le métal fer- reux en fusion consiste à mélanger celui-ci avec un désulfurant fondu, tel par exemple que la soude causti- . que ou le carbonate de soude . Le mélange est d'habitude effectué en versant le métal an fusion dans le désul- furant fondu qui est contenu dans un récipient. Le soufre contenu dans le métal réagit avec le désulfurant de manière connue, de sorte que la teneur du métal en soufre diminue , le désulfurant qui est de densité plus faible que le métal forme une scorie à la surface du métal et entraîne avec lui le soufre extrait de ce- lui-ci On sépare le métal de la scorie soit en décan- tant cette dernière, soit en soutirant le métal par en-dessous de celle-ci.
La réaction de désulfuration est une réaction interfaciale et son rendement exige un contact intime entre les petites particules du métal et de la scorie..
On a découvert, conformément à l'invention, un procédé nouveau et très économique pour la désulfuration @
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du métal ferreux en fusion, permettant d'obtenir la réaction interfaciale désirée pour assurer une désul- furation de très haut rendement,, La demanderesse a, en outre, découvert certains autres faits concernant la technique mèse en oeuvre pour désulfurer les métaux ferreux en fusion, et permettant de réaliser une désul- furation exceptionnellement uniforme et de haut rende- ment, d'une manière très économique .
Conformément à l'invention, on désulfure le mé- tal ferreux en fusion en mélangeant celui-ci avec le désulfurant et en versant ce mélange dans un récipient dans lequel le désulfurant est présent au moins dès le début de l'opération, Le récipient peut être vide au départ (au début de l'opération) ou il peut contenir du désulfurant en plus de celui mélangé avec le métal ferreux en fusion versé, avant que celui-ci ait été placé dans le récipient.
Le métal ferreux en fusion et le désulfurant avec lequel il est mélangé, avant d'être versé . dans le récipient, sont de préférence versés dans celui-ci de manière à être versés ensem- ble, au moins pendant le début de la coulée . o Ce point présente une importance particulière si le réci- pient est vide avant l'opération de versage.
L'invention vise également la désulfuration du métal ferreux en fusion effectuée en introduisant celui-ci et du désulfurant dans un récipient,puis en versant ce mélange dans un autre récipient dans lequel il y a du désulfurant présent au moins dès le début de l'opération. Tout corme dans le mode opéra- toire décrit au paragraphe précédent,le second réci- pient peut être vide initialement (dès le début de l'opération) ou il peut contenir du désulfurant en plus de celui provenant du premier récipient. De pré-
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férence , on verse le métal ferreux en fusion et le dé- sulfurant du premier récipient dans le second, de manière que ces deux éléments soient versés ensemble au moins pendant la première partie de l'opération.
Ce point présente une importance particulière si le second récipient est vide avant l'opération de coulée. Il est avantageux'de couler le métal ferreux en fusion et le désulfurant du premier récipient dans le second, au moyen d'un bec de coulée.
Il semble que le fait de verser le métal et le désulfurant comme on l'a expliqué ci-dessus provoque une réac- tion interfaciale intime entre le métal ferreux en fu- sion et le désulfurant, assurant une désulfuration très effi- cace.
Au cours de la désulfuration, le désulfurant recueille le soufre qui est éliminé du métal ferreux en fusion ; sa teneur en soufre augmente ainsi pendant son utilisation. La mesure dans laquelle cette teneur en soufre du désulfurant augmente, dépend de la quantité de soufre éliminée du métal, ainsi que du rapport entre le désulfurant-et le mé- tal ferreux en fusion utilisés . De plus, si l'on réutilise le désulfurant plus d'une fois, sa teneur en soufre tend à augmenter au moins jusqu'à un certain point.
On a constaté qu'il est nécessaire de régler la teneur en soufre du désulfurant de manière à la maintenir à une valeur ne dépassant pas sensiblement 12 % si l'on veut réaliser une désulfuration efficace et uniforme -Ce contrôle peut être réalisé de diverses manières; l'un des procédés consiste à maintenir un rapport du désulfurant, au métal assez grand pour que, malgré une désulfuration de ce dernier plus efficace que tout ce qu'il a été possible de réaliser jusque là, la quantité de soufre cédée par le métal ferreux en fusion au désulfurant ne soit pas suffi- samment grande pour que la proportion de soufre dans le
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désulfurant s'élève au delà de 12 % environ.
La teneur en soufre du désulfurant peut être réduite par grillade, par exemple en insufflant de l'air à travers le désulfurant fondu .Il est possible de contrôler la teneur en soufre du désulfurant en rajoutant du désulfurant frais au désul- furant usé.
Le procédé de désulfuration conforme à l'invention peut être appliqué à un métal ferreux en fusion coulé d'un haut-fourneau au fondu dans un cubilot dans un four à réverbère eu autre four de fusion.
On va maintenant donner un exemple d'une application pratique du procédé de désulfuration objet de l'invention.
Ce procédé peut être utilisé très avantageusement pour désul- furer un métal ferreux en fusion destiné à la fabrication du fer forgé par le procédé Aston susmentionné . Le métal peut, comme on l'a dit, être fondu dans des cobilots, On peut couler périodiquenent le métal des cubilots dans un récipient. Une coulée moyenne du cubilot peut présenter une masse de 12.230 kgs par exemple . Pendant que l'on ef- fectue la coulée du métal dans le récipient, on introduit dans celui-ci une certaine quantité de désulfurant,par exemple de la soude caustique .
Il est possible de fondre le désulfurant préalablement à son introduction dans le ré- cipient , mais on constate qu'il est superflu de procéder ainsi lorsqu'on utilise le procédé objet de l'invention; aussi introduit-on , d'ordinaire, le désulfurant dans le récipient sous forme solide . La quantité de désulfu- rant introduite dépend de la teneur en soufre du métal et du degré auquel on veut pousser la désulfuration . Pour une coulée normale du cubilot, de l'ordre indique ci-d'ssus, la masse de soude caustique introduite dans le récipient peut varier entre 45 et 180 kgs.
L'introduction du désulfurant dans le récipient
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dans lequel on coule le métal du cubilot peut se faire à intervalles détermines au cours du prélèvement du métal.
Le métal en fusion provenant des cubilots et le désulfu- rant se mélangent dans le récipient en le désulfurant, s'il était solide au départ, fond. La densitédu désulfu- rant étant relativement faible par rapport à celle du métal, le désulfurant monte au sommet du bain et forme une scorie sur la surface du métal.
Après avoir effectué les prélèvements du métal des cubilots dans le récipient et y avoir introduit le désul- furant comme on l'a expliqué, on verse le métal et le désul- furant dans un second récipient dans lequel le désulfurant est présent au moins dès le début de l'opération de coulée.
Le second récipient peut être vide ou contenir une quantité supplémentaire de désulfurant. Dans ce dernier cas, le désul- furant additionnel qu'il contient est de préférence à l'état fondu . Ce peut être du désulfurant provenant d'une opéra- tion de désulfuration effectuée sur une coulée antérieure des cubilots.
Le mélange du métal et du désulfurant est versé du premier dans le second récipient, de telle sorte que le métal et le désul furant soient versés ensemble au moins. pendant la première partie de l'opération. Ce point pré- sente une importance particulière si le second récipient est initialement vide. Il doit y avoir dansée second réci- pient, pendant la plus grande partie de l'opération de coulée, une quantité appréciable de désulfurant, car la réaction interfaciale assurant l'efficacité du procédé, entre le métal et le désulfurant, s' accomplit, pour une grande part, lors du passage du métal à travers une masse de désulfurant .
On trouve très avantageux de couler le contenu du premier récipient dans le second au moyen d'un bec de coulée, car on assure ainsi la présence d'une quan-
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tité appréciable de désulfurant dans le second récipient pendant le début de l'opération. En effet, le désulfurant, surnageant sous forme de laitier à la surface du métal dans le premier récipient, est évacué le premier lorsqu 1 on verse au moyen d'un bec ou du moins ce désulfurant constitue une partie importante de la coulée versle début de l'opé- ration.
Ainsi qu'on l'a indiqué, on/contrôle la teneur en sou- fre du désulfurant de manière à ce qu'elle ne dépasse sensiblement pas 12 %. Lorsqu'on tient compte de ce point, et que l'on utilise le procédé décrit ci-dessus, on obtient une désulfuration remarquablement efficace et économique.
Il doit être bien entendu que l'on n'a décrit que quelques modes de mise en oeuvre préférés de l'invention, qui peut être modifiée sans s'écarter de son esprit.
REVENDICATIONS --------------
1. Procédé de désulfuration des métaux ferreux en fusion, caractérisé en ce qu'il consiste à mélanger le métal ferreux en fusion et l'agent désulfurant et à verser le mélange dans un récipient de manière à assurer la pré- sence d'une partie appréciable du désulfurant au moins depuis le début de l'opération de versage.