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PROCEDE D'AFFINAGE DE LA FONTE THOMAS, FOURNISSANT UNE SCORIE RICHE
EN VANADIUM.
On sait que la fonte Thomas contient, suivant les minerais mis en oeuvre, 0,10 % à 0,20 % de vanadium, et l'on connaît des procèdes, permettant de récupérer le vanadium du fer en partant d'une scorie qui'en est enrichie et de traiter celle-ci en vue d'obtenir le ferro-vanadium. Dans un de ces procédés, on interrompt l'affinage de la fonte Thomas avant la décarburation au moment où le vanadium a été scorifié en entier ou pour la plus grande part, après quoi on sépare la scorie riche en vanadium obtenue d'avec' le fer, que l'on achève éventuellement d'affiner dans la suite dans un'four spécial.
La première phase du procédé, c'est-à-dire, l'affinage de la fonte en vue d'ob- tenir une scorie riche en vanadium, peut s'exécuter soit avant l'introduc- tion de la fonte dans le mélangeur, soit dans celui-ci, soit enfin dans un four à revêtement acide. Vu que, lors de l'affinage de la .fonte visant à ob- tenir une scorie riche en vanadium, il y a combustion de la:
plus grande par- tie, dont'l'importance -dépend de la température du bain, du silicium et du manganèse, combustion qui augmente la fluidité de là scorie dans une mesuré correspondante, 'on a déjà proposé de souffler une charge relativement chau- de pendant une durée réduite, par exemples une-minute'environ 'pour scorifier le silicium et le manganèse, de séparer cette scorie du'bain-et d'opérer en- suite l'affinage avec récupération de vanadium, préalablement à la décarbu- ration.
Cette dernière méthode assure une plus forte concentration dû-varia- dium dans la scorie dite vanadique ou au vanadium, obtenue dans la'seconde phase de soufflage, dont l'évacuation est 'suivie de l'achèvement du souffla- ge de la charge Thomas de la façon habituelle. @
Si les procédés susindiqués sont très utiles pour récupérer'le vanadium a partir d'une scorie qui en est riche, lors de l'affinage de la fonte Thomas, il n'en est pas moins vrai que ces modes 'opératoires connus affectent défavorablement l'acier Thomas dont le soufflage doit s'achever
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après évacuation de la scorie vanadique. L'activité visant le vanadium con- stitue évidemment une intrusion dans l'élaboration normale de la charge Thomas, en ce sens qu'elle dérange l'action réciproque de la scorie et du fer.
Ceci apparaît notamment lorsqu'on achève de souffler cette charge après évacuation de la scorie vanadique, vu que l'économie magnésique du procédé est dérangée par l'absence d'une scorie à haute teneur en manganèse. Comme on le sait, une fois le phosphore brûlé, avec dissolution complète de la chaux dans la scorie, c'est-à-dire peu après la conversion, il se produit une réincorporation réductrice du manganèse de la scorie dans le bain, ce qui est caractérisé dans le diagramme d' affinage connu par la boucle du manga- nèse".
On se trouve ici en présence d'un procédé consistant à réincorporer dans le bain, par voie organique, en passant par la scorie, des quantités importantes de manganèse, qui, dans la phase la plus dangereuse du procédé, c'est-à-dire, aux plus hautes températures de soufflage, contrarient la ten- dance de l'oxygène du vent à se dissoudre dans le bain, et agissent ainsi dans le sens d'une désoxydation marquée. Dans cette réincorporation réduc- trice, du manganèse de la scorie riche en manganèse dans le bain, la désoxy- dation de celui-ci exigerait des quantités excessives de ferro-manganèse, dont l'introduction entraîne le risque lorsque le bain n'est pas soigneuse- ment décrassé,d'une réphosphoration.
Un autre défaut important des procédés connus fournissant une scorie riche en vanadium, consiste en ce que les charges Thomas affinées avec récupération du vanadium fournissent des scories Thomas d'une solubi- lité insuffisante dans les citrates, étant dépourvues d'acide silicique, lequel avait été évacué avec les premières scories. Or, comme on le sait, une scorie Thomas soluble dans les citrates représente un sous-produit pré- cieux de l'affinage par le vent, et auquel on ne peut pas renoncer, cela pour des raisons économiques.
Le procédé selon l'invention visant à obtenir une scorie riche en vanadium par affinage de la fonte Thomas, suit, tout en conservant le mode opératoire courant, une nouvelle voie d'après laquelle la scorie provenant du premier soufflage et contenant du silicate de manganèse, scorie que l'on avait évacuée du bain avant l'affinage visant la récupération du vanadium, est à nouveau ajoutée à ce bain, ensemble avec la chaux et d'autres addi- tions, après évacuation de la scorie vanadique et préalablement au souffla- ge final de la charge. Ainsi, on évite d'empièter sur les phénomènes organi- ques du procédé Thomas en formant une scorie riche en vanadium, plus spé- cialement, on ne dérange pas les précieuses réactions entre le bain et la scorie.
Il importe particulièrement que la réincorporation réductrice du manganèse de la scorie dans le bain s'opère de manière usuelle et que l'on obtienne à la fin de l'opération une scorie Thomas hautement soluble dans les citrates.
Plus spécialement, l'invention a pour objet d'établir un procédé pour'obtenirune scorie riche en vanadium par affinage de la fonte en trois phases, dont la première comporte l'oxydation du silicium et d'une grande partie du manganèse, avec séparation, d'avec le bain, de la scorie au sili- cate de manganèse qui en résulte ; seconde - l'affinage visant la récupé- ration du vanadium, avec addition de réfrigérants; et, finalement, la troi- sième - le soufflage final de la charge, après évacuation de la scorie ap- pelé à être traité pour la récupération du vanadium.
La nouveauté de ce pro- cédé et sa caractéristique en tant qu'invention réside èn ce que, après avoir évacué la scorïe au vanadium de la seconde phase, on ajôute à la char- ge Thomas, outre la chaux et les autres additions habituelles, la scorie au silicate de manganèse provenant de la première phase, le soufflage de la charge étant ensuite achevé de la manière courante.
. Le procédé est réalisable de diverses manières dans la pratique.
Ainsi, ses deux premières phases, soit, l'affinage au silicium et au manga- nèse, et l'affinage visant l'obtention d'une scorie riche en vanadium, peu- vent s'exécuter en dehors du convertisseur, tandis que la charge décrassée peut subir un soufflage final au convertisseur de la manière courante, après qu'on y aura ajouté la scorie au silicate de manganèse provenant de la pre-
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mière phase, ainsi que de la chaux, de même que d'autres'additions nécessai- res éventuelles.
Cependant, on peut aussi travailler avec deux convertis- seurs,la charge étant d'abord soufflée pendant 1à 1,5 minutes dans un pre- mier convertisseur, sans addition de réfrigérants, pour obtenir une scorie au silicate, de manganèse, que l'on sépare du bain, l'affinage avec récupé- ration du vanadium s'effectuant dans un autre convertisseur. - Ici,on souffle la charge pendant 1,5 à 2,0 minutes à une température relativement peu élevée, c'est-à-dire, après addition de réfrigérants, par exemple: sous la forme de battitures des laminoirs.\! . on évacue.la scorie au vanadium du bain et l'on achève de souffler la charge après lui.avoir ajouté la scorie au silicate de manganèse provenant du premier convertisseur, et additionné, comme d'habitude, de chaux et d'autres adjuvants.
Avec le mode opératoire caractérisé plus haut on a obtenu, après soufflage de courte durée (I à 1,5 minute) d'une fonte Thomas à 3,6 %C, 1,0 % Mn, 2,0%P, 0,4 %Si et 0,15 %V, une scorie au silicate de manganèse à la % Fe, 32 % Mn, 35 %Si O2 et I% V. Au début de la seconde période de soufflage, c'est-à-dire, du soufflage visant la récupération du vanadium, (envi- ron 1,5 à 2 minutes), la fonte contenait encore 3,4%C, 0,4%Mh, 2,0% P, 0,05% Si et 0,12 % V, tandis qu'à la fin de cette période la scorie au vanadium contenait 17 % Fe, 20 % Mn, 12,0 % SiO2 et 7,5 %V.
Après évacuation de cette dernière scorie, on a ajouté la scorie au silicate de magnésium provenant de la première phase, à la charge, laquelle contenant encore à ce moment 258%Ce O,I%Mn, 2,0 % P, 0% Si et 0,02%V, et l'on a achevé de souffler la charge comme d'habitude. On a pu prélever un acier dont l'échantillon ini- tial comprenait 0,13 % et l'échantillon final 0,41 % de manganèse, pour O,OI%C, 0,05%p, 0,03%S et 0,008% N2. La scorie Thomas comprenait 10 % Fe, 50 % Ca 0, 20 % P2 O5, 6,5 % Si O2 et avait une solubilité de 95 % dans les citrates.
Le principe du procédé selon l'invention consiste donc à réaliser le procédé d'affinage de charges Thomas connu, visant à récupérer le vana- dium, dans de conditions telles que ni l'économie du manganèse, ni la qualité de la scorie Thomas, ne soient influencées, voire, altérées. Ceci est obtenu en remettant dans le bain la scorie au silicate de magnésièm séparée dans la premièrephase du procédé et en achevant de souffler le bain de la manière usuelle sous cette scorie.
Le résultat est un acier Thomas de haute qualité inaltéré, un ren- dement optimum en vanadium et une scorie Thomas hautement soluble dans les citrates.
REVENDICATIONS.
1 ) Procédé d'affinage de la fonte Thomas fournissant une scorie riche en vanadium, et consistant à affiner la fonte en 3 phases, dont la pre- mière comporte l'oxydation du silicium et d'une grande partie du manganèse, avec séparation d'avec le bain, de la scorie au silicate de-manganèse qui'en résulte; la seconde, l'affinage visant la récupération du vanadium, avec ad- dition de réfrigérants, et finalement, la troisième, le soufflage final de la charge, après évacuation de la scorie appelée à être traitée pour la ré- cupération du vanadium, caractérisé en ce que, après avoir évacué la scorie au vanadium de la seconde phase, on ajoute à la charge Thomas, outre la chaux et les autres adjuvants habituels, la scorie au silicate de manganèse provenant de la première phase, l'affinage de la charge étant ensuite ache- vé de la manière courante.
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THOMAS CAST IRON REFINING PROCESS, PROVIDING A RICH SLAG
IN VANADIUM.
We know that Thomas iron contains, depending on the ores used, 0.10% to 0.20% of vanadium, and procedures are known which make it possible to recover the vanadium from iron starting from a slag which ' is enriched therein and to treat the latter in order to obtain ferro-vanadium. In one of these processes, the refining of the Thomas iron is interrupted prior to decarburization when the vanadium has been slag whole or for the most part, after which the obtained vanadium-rich slag is separated from the slag. iron, which may be finalized later in a special oven.
The first phase of the process, that is to say, the refining of the pig iron in order to obtain a slag rich in vanadium, can be carried out either before the introduction of the pig iron into the mixer. , either in it, or finally in an oven with acid coating. Since, during the refining of the cast iron to obtain a slag rich in vanadium, there is combustion of:
larger part, the size of which depends on the temperature of the bath, silicon and manganese, combustion which increases the fluidity of the slag in a corresponding measure, it has already been proposed to blow a relatively hot load. for a reduced period of time, for example one-minute 'approximately' to slag the silicon and the manganese, to separate this slag from the bath and then to operate the refining with recovery of vanadium, prior to the decarb- ration.
This latter method ensures a higher concentration of varia- dium in the so-called vanadic or vanadium slag, obtained in the 'second blowing phase, the discharge of which is' followed by the completion of the blowing of the Thomas charge. in the usual way. @
If the above-mentioned processes are very useful for recovering vanadium from a slag which is rich in it, during the refining of Thomas iron, it is nonetheless true that these known procedures adversely affect the production. 'Thomas steel whose blowing must be completed
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after removal of the vanadic slag. The activity targeting vanadium is obviously an intrusion into the normal development of the Thomas charge, in that it disturbs the interaction of slag and iron.
This appears in particular when the blowing of this feed is completed after removal of the vanadic slag, since the magnesic economy of the process is disturbed by the absence of a slag with a high manganese content. As is known, after the phosphorus is burnt, with complete dissolution of the lime in the slag, that is to say shortly after the conversion, there is a reductive reincorporation of the manganese from the slag in the bath, which is characterized in the refinement diagram known by the manganese loop ".
Here we find ourselves in the presence of a process consisting in reincorporating into the bath, organically, via the slag, large quantities of manganese, which, in the most dangerous phase of the process, that is to say That is, at the higher blowing temperatures counteract the tendency of oxygen from the wind to dissolve in the bath, and thus act in the direction of marked deoxidation. In this reductive reincorporation of the manganese from the manganese-rich slag into the bath, the deoxidation of the latter would require excessive amounts of ferro-manganese, the introduction of which entails the risk when the bath is not carefully scrubbed, with a rephosphorization.
Another important defect of the known processes providing a slag rich in vanadium is that the Thomas feeds refined with vanadium recovery provide Thomas slag of insufficient solubility in citrates, being free of silicic acid, which had was evacuated with the first slag. However, as we know, a Thomas slag soluble in citrates represents a valuable by-product of wind refining, and which cannot be dispensed with, for economic reasons.
The process according to the invention aimed at obtaining a slag rich in vanadium by refining the Thomas iron, follows, while retaining the current procedure, a new method according to which the slag coming from the first blowing and containing manganese silicate , slag that had been removed from the bath before refining to recover the vanadium, is again added to this bath, together with lime and other additions, after removal of the vanadic slag and prior to the blast - final age of the load. Thus, one avoids encroaching on the organic phenomena of the Thomas process by forming a slag rich in vanadium, more especially, one does not disturb the precious reactions between the bath and the slag.
It is particularly important that the reductive reincorporation of the manganese from the slag in the bath takes place in the usual way and that at the end of the operation a Thomas slag highly soluble in citrates is obtained.
More specifically, the object of the invention is to establish a process for obtaining a slag rich in vanadium by refining the pig iron in three phases, the first of which comprises the oxidation of silicon and a large part of the manganese, with separation with the bath, the resulting manganese silicate slag; second - refining aimed at recovering vanadium, with the addition of refrigerants; and, finally, the third - the final blow-off of the charge, after removal of the slag to be treated for the recovery of the vanadium.
The novelty of this process and its characteristic as an invention lies in the fact that, after having removed the vanadium scoria from the second phase, the Thomas filler is added, in addition to the lime and the other usual additions, the manganese silicate slag from the first phase, the blowing of the charge then being completed in the usual manner.
. The method can be carried out in various ways in practice.
Thus, its first two phases, namely, refining with silicon and manganese, and refining aimed at obtaining a slag rich in vanadium, can be carried out outside the converter, while the The slagged feed can undergo a final converter blowing in the usual manner, after adding the manganese silicate slag from the pre-
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phase, as well as lime, as well as any other necessary additions.
However, it is also possible to work with two converters, the charge being first blown for 1 to 1.5 minutes in a first converter, without the addition of refrigerants, to obtain a manganese silicate slag which the bath is separated, the refining with recovery of the vanadium taking place in another converter. - Here, the charge is blown for 1.5 to 2.0 minutes at a relatively low temperature, that is, after addition of refrigerants, for example: in the form of rolling mill scale. \! . the vanadium slag is discharged from the bath and the charge is completed after blowing it after adding the manganese silicate slag from the first converter, and adding, as usual, lime and other adjuvants.
With the procedure characterized above, after short-term blowing (1 at 1.5 minutes), a Thomas cast iron at 3.6% C, 1.0% Mn, 2.0% P, 0, was obtained. 4% Si and 0.15% V, a manganese silicate slag at% Fe, 32% Mn, 35% Si O2 and I% V. At the start of the second blowing period, that is to say , from the blowing aimed at recovering the vanadium, (about 1.5 to 2 minutes), the cast iron still contained 3.4% C, 0.4% Mh, 2.0% P, 0.05% Si and 0 , 12% V, while at the end of this period the vanadium slag contained 17% Fe, 20% Mn, 12.0% SiO2 and 7.5% V.
After removing the latter slag, the magnesium silicate slag from the first phase was added to the feed, which still at that time still contained 258% Ce O, I% Mn, 2.0% P, 0% Si and 0.02% V, and the charge blowing was completed as usual. A steel could be taken from which the initial sample comprised 0.13% and the final sample 0.41% manganese, for O, OI% C, 0.05% w, 0.03% S and 0.008. % N2. The Thomas slag comprised 10% Fe, 50% Ca 0, 20% P2 O5, 6.5% Si O2 and had a solubility of 95% in citrates.
The principle of the process according to the invention therefore consists in carrying out the known Thomas feed refining process, aimed at recovering the vanadium, under conditions such as neither the economy of manganese nor the quality of the Thomas slag, are not influenced or even altered. This is achieved by returning the magnesia silicate slag separated in the first step of the process to the bath and completing the blowing of the bath in the usual manner under this slag.
The result is high quality, unaltered Thomas steel, optimum vanadium yield and highly citrate soluble Thomas slag.
CLAIMS.
1) Thomas iron refining process providing a slag rich in vanadium, and consisting in refining the melt in 3 phases, the first of which comprises the oxidation of the silicon and a large part of the manganese, with separation of with the bath, the resulting manganese silicate slag; the second, the refining aimed at the recovery of vanadium, with the addition of refrigerants, and finally, the third, the final blowing of the charge, after removal of the slag called to be treated for the recovery of the vanadium, characterized in that, after having removed the vanadium slag from the second phase, addition to the Thomas filler, in addition to the lime and the other usual adjuvants, the manganese silicate slag from the first phase, the refining of the filler is added being then completed in the usual way.