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" Perfectionnements à la fusion et à l'affinage des métaux ferreux ".
L'invention est relative à la fusion et à l'affinage des métaux ferreux. Elle concerne particulièrement l'oxyda- tion sélective d'éléments oxydables des métaux ferreux en cours de fusion et d'affinage dans un four de fusion.
Les spécialistes de cette technique savent très bien que les éléments oxydables contenus dans le métal ferreux en cours de fusion et d'affinage dans un four de fusion, s'oxydent séparément à différentes températures, lorsque la température de la charge s'élève. Par exemple, pour ne citer que quatre éléments oxydables types habituellement présents dans les métaux ferreux fondus et affinés dans un four de fusion, le silicium, le manganèse, le chrome et le
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carbone s'oxyàent progressivement au fur et à mesure que la température de la charge s'élève. Ainsi, si l'on peut contrôler convenablement l'oxydation, il est possible d'oxy- der au choix ou de préférence des éléments oxydables bien déterminés.
Si l'on peut réaliser ceci avec succès, on peut affiner sélectivement la charge contenue dans le four de fusion, en vue d'obtenir les compositions finales.
Jusqu'alors, on a proposé d'oxyder sélectivement des éléments oxydables d'un métal ferreux dans un four de fu- sion, en maintenant le métal dans un milieu sensiblement non oxydant, jusqu'à ce que l'on obtienne une température déterminée à l'avance, puis en introduisant du minerai de fer, des scories de laminoirs ou autres matières contenant de l'oxyde de fer pour oxyder de préférence un élément oxy- dable particulier qui s'oxyde le plus rapidement à la tempé- rature à laquelle on introduit le minerai de fer. Ce projet n'a pas été couronné de succès pour plusieurs raisons.
L'effet de refroidissement physique du minerai de fer relati- vement froid réduit sensiblement la température de la charge et par suite gêne l'oxydation préférentielle désirée. La température de la charge peut se trouver encore réduite parce que, lorsque l'on utilise le minerai, les scories de laminoirs ou autres matières contenant de l'oxyde de fer, la réaction d'oxydation dans son ensemble peut être endo- thermique, comme dans le cas de l'oxydation du carbone. En outre, un faible pourcentage seulement du minerai contient de l'oxygène disponible, le reste représentant des addi- tions indésirables et non économiques.
La demanderesse a découvert comment on pouvait réali- ser l'oxydation désirée sélective ou préférentielle d'é- léments oxydables dans les métaux ferreux en cours de fusion et d'affinage dans un four de fusion sans les incon- vénients et les résultats indésirables des essais antérieurs
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d'oxydation préférentielle ainsi qu'il a été indiqué ci- dessus.
Conformément à l'invention, on fond et on affine le métal ferreux en introduisant dans un four de fusion une charge de métal ferreux non fondu, en fondant la charge et en élevant la température de la charge fondue jusqu'à une valeur déterminée à l'avance et dans un milieu sensible- ment non oxydant, puis en traitant la charge fondue par un gaz contenant de l'oxygène pour oxyder sélectivement au moins un élément oxydable de la charge.
On introduit, de préférence , le gaz contenant l'oxygène au-dessous de la surface de la charge fondue, quoique, dans certains cas, on puisse obliger un courant de gaz chargé. d'oxygène à frapper la surface de la charge en fusion, Par gaz con- tenant de l'oxygène, on entend un gaz dont la teneur en oxygène est ..au moins égale à la teneur en oxygène de l'air et, de préférence, supérieure à celle de l'air, On utilise, de préférence, de l'oxygène du commerce sensi- blement pur, quoique, dans certains cas, on puisse mélan- ger cet oxygène du commerce pur avec de l'air.
La présente invention a pour objet un procédé de traitement des métaux ferreux dans un four de fusion, pro- cédé consistant à élever la température du métal jusqu'à une valeur déterminée à l'avance et dans un milieu sensi- blement non oxydant, puis à traiter le métal en fusion par un gaz contenant de l'oxygène pour oxyder sélective- ment au moins un élément oxydable du métal. On utilise, de préférence, un four électrique, bien qu'il soit possible de traiter le métal dans un'four Martin ou autre four de fusion.
On va décrire un procédé préféré conforme à l'inven- tion. On introduit, dans un four électrique, une charge de métal ferreux non fondu et on maintient cette charge dans un milieu sensiblement non oxydant. Tout en mainte-
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nant ainsi la charge, on fond celle-ci et on élève sa tem- pérature à une valeur déterminée à l'avance qui est la température d'oxydation optimum pour un élément oxydable que l'on désire éliminer de préférence de la charge. Si, par exemple, on désire éliminer, de préférence le manga- nèse, on élève la température de la charge jusqu'à une valeur qui est la température d'oxydation optimum pour le manganèse .
Comme on le sait, cette température est plus élevée que la température d'oxydation optimum pour le silicium, mais plus basse que la température d'oxydation optimum pour le chrome et le carbone. Les températures auxquelles les différents éléments oxydables s'oxydent sont, généralement, connues des spécialistes dans cette technique et peuvent être facilement déterminées par l'ob- servation dans une opération particulière quelconque de fusion et d'affinage.
Lorsque la température de.la charge a atteint la température déterminée à l'avance, on traite la charge par un gaz contenant de l'oxygène pour oxyder sélective- ment le malganèse. On utilise, de préférence, de l'oxygène du commerce pur et on introduit de préférence, l'oxygène au-dessous de la surface de la charge en fusion. On effec- tue cette opération en reliant un réservoir ou un appareil générateur d'oxygène à un tuyau flexible terminé par un tuyau métallique à ajutage . Le tuyau métallique brûle pen- dant l'opération, mais on peut facilement le remplacer.
On continue le traitement de la charge par le gaz conte- nant de l'oxygène pendant un temps suffisant pour éliminer par oxydation la proportion de manganèse que l'on désire retirer. Le temps effectif de traitement varie selon les conditions, mais peut être facilement détermi- né dans une opération particulière de fusion et d'affina- ge . Lorsque l'on a éliminé la proportion désirée de man- ganèse , on interrompt le traitement par l'oxygène. Si
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l'on désire éliminer aussi, de préférence, un autre élé- ment oxydable comme, par exemple, le carbone, on reprend le traitement par l'oxygène lorsque la température de la charge a atteint la température d'oxydation optimum pour le carbone.
Le traitement de la charge par un gaz contenant de l'oxygène ne produit pas une réduction sensible de la tem- pésature de la charge par suite de la différence entre les températures de la charge et du gaz. Au contraire, la réac- tion oxydante est exothermique et tend à élever la tempéra- ture de la charge. La quantité de chaleur ainsi apportée peut compenser sensiblement la quantité de chaleur perdue du fait que le gaz est plus froid que la charge et la quantité de chaleur perdue par rayonnement ; on peut maintenir presque exactement la température de la charge en cours de traitement.
On peut apporter au procédé décrit ci-dessus diffé- rents changements, perfectionnements, additions sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS --------------
1. Procédé de fusion et d'affinage de métaux ferreux, caractérisé en ce qu'on introduit, dans un four de fusion, une charge de métal ferreux non fondue .on fond cette charge et on élève la température de la charge en fusion jusqu'à une valeur déterminée à l'avance et tout ceci dans un milieu sensiblement non oxydant, puis on traite la char- ge en fusion par un gaz contenant de l'oxygène pour oxy- der sélectivement au moins un élément oxydable de la charge.
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