BE494903A - - Google Patents

Description

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  PROCEDE DE DECARBURATION DE FERRO-CHROME RICHE EN CARBONE- 
La présente invention concerne la préparation de ferro-chrome, qui est un alliage de fer et de chrome., dont la teneur en chrome est comprise de préférence entre 60 % et 75 % mais peut dans certains cas ne pas dépasser 50 % ou atteindre 99 % Cet alliage peut aussi contenir du silicium en proportions atteignant 25 % 
Pour préparer certains alliages de fer contenant du chrome il est extrêmement avantageux d'employer du ferre-chrome à très faible teneur en car- boneo Dans l'état actuel de la technique, on prépare le ferro-chroem à faible teneur en carbone par un procédé de réduction par le silicium. Lesmatières premières consistent principalement en minerai de chrome, en silicium.ou en alliages de silicium et fondants.

   La préparation s'effectue à l'état fondu, généralement dans un four électrique à arc découverte La réduction du minerai de chrome s'effectue conformément à l'équation suivante 
FeCCr2-03 + 2Si   2Cr     +     Fe +   SiO2 
Un autre procédé connu consiste à préparer le ferro-chrome à faible teneur en carbone par dé carburation du   ferro-chrome   à forte teneur en carbone,- en présence d'un oxydant, ces deux éléments étant à l'état solide. Parmi les   @   cxydants qui peuvent servir à cette opération,, on peut citer les oxydes métal- liques tels que les oxydes de   chrome,   de fer et de manganèse, ou les sels oxy- génés tels que les carbonates.

   Pour -effectuer cette opération, on commence par broyer à   1?état   de très fine division., c'est-à-dire en particules d'une grosseur de préférence inférieure à 30 microns, le   ferro-chrome   riche en car- bone et l'agent oxydant choisi en proportions suffisantes pour réaliser la dé- carburation voulue, puis on les mélange intimement. Une fois le mélange effec- tuée on forme avec le produit broyé des   granules,   de facon à amener en contact les particules réagissant entre elles et à ménager également les interstices nécessaires à 1'échappement des gaz de la réaction. 



   Il est avantageux   deffectuer   à grande vitesse la réaction de décar- buration dans le vide du ferro-chrome riche en carbone de facon à abréger   le .   

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 temps total pendant lequel la charge doit rester dans le four. Cette condition peut être réalisée en augmentant la température des   réactifso   Cependant, cet- te température est limitée par la température du commencement de la fusion du ferro-chrome riche en carbone dans les granules.

   La température initiale du four étant supérieure à la température du commencement de la fusion, il en ré- sulte une fusion partielle de la charge qui provoque la fin prématurée de la réaction en obturant les interstices des granules et en empêchant les gaz dé- gagés par la réaction de   s'échappero     A   titre d'exemple de ce fait, on a constaté que si on chauffe des 
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 granules se composant de ferro-chrome riche en carbone contenant environ 70 j de chrome et 4 % ou davantage de carbone en mélange avec un oxydant approprié à une température supérieure à la température du solidus du ferro-chrome riche en carbone, mais inférieure à   1300 C   le   ferro-chrome   riche en carbone commence à fondre.

   Ce commencement de fusion est encore plus accentué lorsque la teneur en carbone du ferro-chrome riche en carbone diminue et atteint la valeur qui 
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 correspond à la composition eutectique de l'alliage qui est d'envirôn 2y7 ?o de carbone. Il résulte de cette fusion qu'une pellicule se forme sur les gra- nules et empêche la décarburation de continuer à 1,'intérieur. L'intérieur des granules ayant subi ce traitement apparaît sous forme de mélange   fi SI ayant   pas réagi analogue à de la pierre. Pour remédier à cette conséquence nuisible, on peut décarburer les granules à une température inférieure à 1265 C mais à cet- te température plus basse, la durée du traitement de décarburation se prolonge d'une manière excessive. 



   Un des objets de 1?invention consiste dans un procédé qui permet 
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 d'effectuer la décarburation en phase solide du ferro-ehrove riche en carbone à une température initiale plus élevée et à une vitesse de réaction plus gran- de que jusqu'à   présert   sans   qu'il   en résulte de conséquence nuisible. 



   Un autre objet de   l'invention   consiste à éviter d'avoir à broyer à l'état de fine division le   ferro-chrome   riche en carbone avant de le décarburer. 



   L'invention a encore pour objet un procédé par lequel on améliore 
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 1=opérntion de mélange du fait qu'on mélange des produits de même nature. 



  Leinvention consiste dans un perfectionnement du procédé de dé- carburation en phase solide du   ferro-chrome   riche en carbone et consiste à broyer ce ferro-chrome riche en carbone, à oxyder en partie le ferro-chrome riche en carbone broyé-, de façon à obtenir un rapport de l'oxygène au carbone supérieur à 1,3 et à former une surface réfractaire sur ses particules, puis à chauffer le ferro-chrome riche en carbone partiellement oxydé sous une pres- sion inférieure à la pression atmosphérique et à une température inférieure à la température de fusion de cette surface réfractaire pendant un temps suf- fisant pour provoquer la décarburation. 
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  La coquille réfractaire sert à fournir l'cax3rgène de la réaction avec le carbone à 1?intérieur des particules et permet également en raison de son point de fusion élevé,de chauffer les particulesà une température   supérieu-   re au point de fusion du noyau pendant la réaction de décarburation sans fu- 
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 sion superficielle des parTicules. Puis on chauffe le produit ainsi préparée dans le vide, à la température de la réaction pl'1.s élevée qu'on désire, pour accélérer sa décarburation à une vitesse impossible à at-teindre jusqu9à présent dans la pratique. On forme de préférence avec le produit des granules avant le traitement de décarburation. :In peut ajouter un liant quelconque approprié. 



  Le glucose et la mélasse? ont donné des résultats satisfaisants à cet égard. 



  Les essais aamparatâîs suivants font apparaître Pa7antage du pro- cédé suivant 1?invention qui empêche la formation d.9'l!l6 pell3.ele SUl" les gra- nules au cours de la décarburation rapide à haute   température   par rapport aux 
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 procédés suivant lesquels le ferro-ehrosie riche en carbone broyé et l'oxydant sont à l'état de, particules séparées dans chaque granulée Les essais ont été effectués en préparant des granules par le procédé S1I..u.v;trJ:t Pinvention à par- tir du   ferro-chrome   oxydé à la surface. 



   Pour préparer les granules on fait subir au ferro-chrome broyé ri- 
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 che en carbone contenant 4,,Z,7 u de carbone un traitement. de séparation par 

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 l'eau de façon à éliminer la poudre extrêmement fine. La séparation par gros- seurs du reste du produit donne les résultats suivants 5, 0 % sont retenus par un tamisà ouverture de mailles de   0,147   mm 13,6 % d  0,104 mm   13,6     %   d    0,074   mm 52,5% d  0,043 mm 15,0 % passent à travers un tamis à ouverture de mailles de   0,043   mm 
On chauffe ce produit à 1100 C pendant une heureo On constate par '1-'analyse qu'il contient 3,92% d'oxygène. On prépare la granule No 1 à par- tir de ce produit avec un liant de glucose. 



   On prépare la granule No 2 avec un mélange de ferro-chrome à l'é- tat de fine division oxydé et de ferro-chrome riche en carbone. On a obte- nu avec ce même mélange au cours d'essais antérieurs pendant lesquels la tem- pérature de décarburation a été d'environ 1300 C pendant environ 20 heures, une teneur finale en carbone de 0,02 %o 
Au cours de l'essai comparatif, on a chauffé simultanément la gra- nule No 1 et la granule No 2 dans le vide, en partant d'une température ini- tiale de 20 C jusqu'à 1400 C en deux heures 3/4 puis on a maintenu cette tem- pérature de 1400 C pendant 5 heures. En examinant les granules après l'essai, on a constaté que la granule No 2 s'était recouverte d'une pellicule et en la cassant qu'elle avait fondu au centre, tandis que la granule No 1 ne s'était pas recouverte de pellicule ni n'avait fondu.

   La teneur en carbone de la gra- nule No 2 était de 0,15 % après l'essai, ce qui indiquait que la décarburation était incomplète. Au contraire, la granule No 1 préparée suivant l'invention ne contenait que 0,02 % de carbone. 



   En réglant avec précision l'oxydation superficielle du ferro-chro- me riche en carbone en ce qui concerne la grosseur des particules, la durée et la température, il est possible d'obtenir une proportion moyenne convenable entre l'oxygène et le carbone qui permet de réaliser une décarburation sensi- blement complète sans autre addition d'un agent oxydant. Mais un procédé plus simple consiste à mélanger deux ou plusieurs charges de ferro-chrome riche en carbone partiellement broyé., de façon à obtenir un mélange contenant la propor- tion voulue entre l'oxygène et le carbone et à préparer les granules à décar- burer à partir de ce mélange. 



   Il n'est pas nécessaire dans le procédé suivant l'invention que la grosseur moyenne des particules soit d'environ 30 microns et on a obtenu des résultats complètement satisfaisants avec des granules d'un diamètre cinq fois plus grand.

Claims (1)

1. RESUME.

   A. - Procédé de décarburation du ferro-chrome riche en carbone, ca- ractérisé par les points suivants, séparément ou en combinaisons : 1) On broie ce ferro-chrome riche en carbone, on oxyde en partie le ferro-chrome riche en carbone broyé, de façon à obtenir une proportion moyenne entre l'oxygène et le carbone supérieure à 1,3 et à former une sur- face réfractaire sur ses particules, puis on chauffe le ferro-chrome riche en carbone partiellement oxydé sous une pression inférieure à la pression at- mosphèrique et à une température inférieure à la température de fusion de cette surface réfractaire pendant un temps suffisant pour provoquer la décar- buration 2) On forme des granules avec ce ferro-chrome riche en carbone par- tiellement oxydé avant de le chauffer.

   3) On chauffe le ferro-chrome riche en carbone partiellement oxydé à une température comprise entre environ 1300 et 1400 C B. - A titre de produit industriel nouveau, le ferro-chrome à fai- ble teneur en carbone obtenu par le procédé précité de décarburation du fer- <Desc/Clms Page number 4> ro-chrome riche en carboneo No Ro Page 3, lignes 8 et 9, le texte "on constate par l'analyse qu'il con- tient 3.92% d'oxygène" --doit être remplacé par : "oin constate par EMI4.1 l'analyse qu'il contient 3,92 $ de earbone et 6,6 d'oxygèneno