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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.