<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE POUR L'AFFINAGE PREALABLE ET L'AFFINAGE FINAL DE METAUX.
La présente invention se rapporte à un procédé pour l'affinage préalable et l'affinage final de métaux en utilisant, un agent d'affinage riche en oxygène. Les avantages de l'enrichissement de l'agent d'affinage en oxygène sont connus de façon générale. Si l'agent d'affinage riche en oxygène est insufflé par le bas dans le convertisseur normal dans le bain métal- lique., la durabilité du système de tuyères diminue avec l'accroissement de la teneur de l'agent d'affimge en oxygène,:*- On a pour cette raison, essayé d'introduire l'agent d'affinage par le haut -dans le bain métallique. Mais ce procédé présente l'inconvénient que la teneur de la scorie en fer est accrue de façon extraordinairement forte et qu'il se produit également une forte volatilisation du fer.
On a par suite proposé de diminuer le chauffage local du bain de fer à l'endroit où l'agent d'affinage riche en oxygène rencontre ce bain de fer, et par suite de réduire la combustion du fer, en réalisant l'opération d'affinage dans un tambour, pouvant tourner autour d' un axe horizontale qui tournait avec une vitesse de rotation élevée, et en outre en mélangeant l'agent d'affinage, avant sa rencontre avec le bain de fer avec le mélange gazeux se trouvant à l'intérieur du tambour.
Pour une vitesse de rotation élevée appropriée du tambour., il a été possible, il est vrai, de faire entrer le mélange gazeux, riche en oxygène., se trouvant à l'intérieur du tambour, en réaction suffisante avec le bain de fer, sans accroître de façon inadmissible la teneur en fer de la scorie, toutefois, la vitesse de rotation élevée du tambour diminue de façon extraordinairement forte la durée de service de son garnissage.
Or, il a été fait la constatation surprenante qu'on peut, dans un tambour tournant relativement lentement, obtenir une réaction extraordinairement efficace de l'agent d'affinage avec le bain sans accroissement inadmissible de la teneur en fer de la scorie, lorsqu'on introduit l'agent d'affinage sous la surface du bain. Une introduction oblique des tuyères sous la surface du bain s'est révélée particulièrement avantageuse aussi bien pour
<Desc/Clms Page number 2>
l'accélération de l'allure de la réaction que pour la durabilité des tuyères d'amenée de l'agent d'affinage.
Des essais ont montré qu'on obtenait des teneurs de la scorie en fer même plus faibles que celles qu'on devait accepter dans le procédé habituel jusqu'ici, déjà pour des vitesses périphériques du tambour d'affinage inférieures à 1 m/sec. Ceci parait devoir être attribué au fait, que, au cours de l'affinage, de l'oxyde ferrique, d'abord formé en excédent, est, sur son trajet à travers le bain de fonte jusqu'à la surface du bain, à nouveau réduit par la fonte et que les éléments à éliminer du fer par l'affinage, Si, Mn, P, etc.., passent, au lieu du fer, dans la scorie.
On obtient, par ce mode d'affinage, que les oxydes ou particules de scorie,qui se forment au cours de la réaction de l'oxygène avec la fonte et qui sont d'un poids spécifique plus léger que le bain de fer, doivent en montant, parcourir encore un trajet déterminé à travers la fonte l@@de, avant d'atteindre la surface de celle-ci. Pendant ce temps, les particules de scorie sont entourées de tous côtés par de la fonte, de sorte qu'il peut se produire une action réciproque entre elles. Par la fine répartition, dans la fonte, des particules de scorie qui se foment, il s'effectue une réaction de surface, qui est de beaucoup supérieure à ce qu'elle peut être dans le cas de l'insufflation d'oxygène sur une surface de bain de même étendue.
Le mouvement de rotation du récipient d'affilage a pour effet que de nouvelles particules de fonte prennent part de façon ininterrompue à la réaction chimique. On obtient en outre ainsi un mélange intime du bain dans le sens vertical, tandis que le courant d'oxygène insufflé produit dans le bain un mélange intime dans la direction de l'axe longitudinal du tambour .
Malgré l'insufflation d'oxygène, le bain peut, dans le procédé selon l'invention, réduire encore des quantités notables d'oxydes de fer sous forme de minerai, de battitures de laminoirs ou analogues. C'est ainsi, par exemple, qu'il a été possible, dans le cas d'une charge de minerai de 150 kg/t de fonte et d'affinage de la fonte jusqu'à 0,05 % de C, d'attein- dre un@ teneur en fer de moins de 10 % dans la scorie.
Le procédé selon l'invention se caractérise en premier lieu par le degré élevé d'utilisation de l'oxygène employé, par la courte durée de l'opération d'affinage et ainsi par la forte économie de l'utilisation du récipient d'affinage avec une longue durée de service de son garnissage, et par une faible perte en fer par la teneur en fer de la scorie.
Le procédé selon l'invention convient en particulier pour l'af- finage, préalable de fonte, mais peut également être employé pour l'affinage final d'acier, de manière analogue au procédé acide ou basique d'affinage au vent soufflé, ainsi que pour l'affinage de métaux et d'alliages.
<Desc / Clms Page number 1>
PROCESS FOR PREPARING AND FINAL REFINING OF METALS.
The present invention relates to a process for the pre-refining and the final refining of metals using an oxygen-rich refining agent. The advantages of enriching the refining agent with oxygen are generally known. If the oxygen-rich refining agent is blown from below into the normal converter in the metal bath., The durability of the nozzle system decreases with the increase in the oxygen-rich refining agent content. ,: * - For this reason, an attempt was made to introduce the refining agent from above into the metal bath. However, this process suffers from the disadvantage that the content of the iron slag is increased extraordinarily strongly, and there is also a strong volatilization of the iron.
It has therefore been proposed to reduce the local heating of the iron bath at the place where the oxygen-rich refining agent meets this iron bath, and consequently to reduce the combustion of iron, by carrying out the operation of 'refining in a drum, being able to rotate about a horizontal axis which rotated with a high rotational speed, and further by mixing the refining agent, before its meeting with the iron bath with the gas mixture located at inside the drum.
For a suitable high speed of rotation of the drum, it was possible, it is true, to bring in the gaseous mixture, rich in oxygen., Inside the drum, in sufficient reaction with the iron bath, without inadmissibly increasing the iron content of the slag, however, the high rotational speed of the drum dramatically decreases the service life of its lining.
Now, it has been surprisingly found that it is possible, in a relatively slowly rotating drum, to obtain an extraordinarily efficient reaction of the refining agent with the bath without inadmissible increase in the iron content of the slag, when the refining agent is introduced under the surface of the bath. An oblique introduction of the nozzles below the surface of the bath has proved particularly advantageous both for
<Desc / Clms Page number 2>
the acceleration of the rate of the reaction as for the durability of the nozzles for supplying the refining agent.
Tests have shown that even lower iron slag contents than those which had to be accepted in the hitherto usual process were obtained, already for peripheral refining drum speeds of less than 1 m / sec. This seems to be attributed to the fact that, during refining, ferric oxide, initially formed in excess, is, on its way through the cast iron bath to the surface of the bath, at again reduced by melting and that the elements to be removed from the iron by refining, Si, Mn, P, etc., pass, instead of iron, into the slag.
It is obtained, by this method of refining, that the oxides or slag particles, which are formed during the reaction of oxygen with the iron and which are of a lighter specific weight than the iron bath, must on the way up, take a further determined path through the l @@ de cast iron, before reaching the surface thereof. During this time, the slag particles are surrounded on all sides by melting, so that there can be an interaction between them. By the fine distribution, in the cast iron, of the slag particles which form, a surface reaction takes place, which is much greater than it can be in the case of the blowing of oxygen on a bath surface of the same size.
The rotating movement of the sharpening vessel causes new particles of cast iron to take part in the chemical reaction continuously. In addition, an intimate mixing of the bath is thus obtained in the vertical direction, while the flow of oxygen blown into the bath produces an intimate mixture in the direction of the longitudinal axis of the drum.
Despite the insufflation of oxygen, the bath can, in the process according to the invention, further reduce significant quantities of iron oxides in the form of ore, rolling mill scale or the like. Thus, for example, it was possible, in the case of an ore load of 150 kg / t of smelting and refining of the smelting up to 0.05% C, of achieve an iron content of less than 10% in the slag.
The process according to the invention is characterized in the first place by the high degree of utilization of the oxygen employed, by the short duration of the refining operation and thus by the high economy of the use of the refining vessel. with a long service life of its lining, and by a low iron loss due to the iron content of the slag.
The process according to the invention is suitable in particular for the preliminary refining of cast iron, but can also be used for the final refining of steel, in a manner analogous to the acid or basic process of refining in a blown wind, thus only for refining metals and alloys.