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PROCEDE POUR LA DESULFURATION DE LA FONTE EN VUE DE LA PRODUCTION D'
ACIER THOMAS DE HAUTE QUALITE.
La présente invention concerne un procédé pour la désulfuration de la fonte en vue de la production d'acier Thomas de haute qualité.
Pour la production d'acier Thomas de haute qualité, la teneur en soufre est d'une importance particulière. La désulfuration pendant la production de l'acier est minime et dépend de beaucoup de facteurs, en particulier de la teneur de la fonte en soufreo
Il a été proposé beaucoup de procédés et d'agents de désulfuration pour abaisser la teneur en soufre dans la fonte. Toutefois,.la production d'une fonte pauvre en soufre est, tout comme pendant la production de l'acier, liée à de grandes difficultés et même, en partie, avec des inconvénients pour la production de l'acier.
On connaît les conditions générales pour une bonne désulfurationo Ce sont :
L'addition suffisante d'agents désulfurants pour chaque tonne de fonte, une atmosphère neutre, réductrice ou faiblement oxydante, la création d'une grande surface de contact et un bon mélange, une scorification minime du silicium ou du fer, des scories de désulfuration fortement basiques, un temps de réaction suffisant et une grande capacité de dissolution des scories de désulfuration pour les sulfureso
Le procédé appliqué jusqu'à présent avec le meilleur résultat pour la désulfuration de la fonte en vue de la production d'acier Thomas de haute qualité, est la désulfuration de la fonte à l'extérieur du hautfourneau, dans les rigoles ou dans la poche de couléeo Cependant, dans ce
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cas aussi,
les résultats ne sont pas satisfaisants du point de vue de la satisfaction des conditions pour une bonne désulfuration, car, lors de l'addition des agents désulfurants en composés de la série des métaux alcalins ou alcalino-terreux, sous forme liquide ou solide, dans la rigole ou dans la poche de coulée, pour la désulfuration de la fonte, la fonte n'est qu'insuffisamment agitée par tourbillonnement et, le plus souvent, seulement dans la couche supérieureo On ne peut éviter une scorification du silicium et du fer dans l'atmosphère oxydante qui est toujours présente alors.
La quantité d'agent ajouté par rapport au degré de désulfuration est très défectueuse car, en moyenne, lors d'une addition dans la rigole ou dans la poche de coulée, il faudrait par exemple 5 à 10 kg de carbonate de sodium pour chaque tonne de fonte, pour la désulfuration maximum réalisable de 30 à 0 % de la teneur en soufre de la fonte. Le résultat est encore moindre lors de l'addition de poudre de chaux, avec ou sans poudre de coke, car il en faut au moins 8 à 12 kg par tonne de fonte pour atteindre, dans le cas le plus favorable, une désulfuration de 20 à 30 %.
Le but de la présente invention est de créer un procédé pour la désulfuration de la fonte, avec l'aide duquel il soit possible de mieux satisfaire aux conditions théoriquement connues pour une bonne désulfuration, qu'il n'était possible jusqu'à présento
On a résolu ce problème du fait qu'on mélange brièvement et intimement la fonte et l'agent désulfurant sous forme solide ou liquide dans un convertisseur à insufflation par le fond, suivant la teneur en si- licium, soit avec un gaz ou mélange gazeux réducteur, ou neutre ou oxydant;
après cette opération de désulfuration, la coulée des scories a lieu, puis l'opération d'affinage suit, de la manière connueo
Des gaz ou mélanges de gaz qui se sont avérée particulièrement appropriés pour l'opération, mentionnée ci-dessus, de désulfuration au convertisseur, sont :l'azote pur, l'azote souillé d'oxygène, le vent normal, les gaz de gueulard ou autres gaz résiduaires de l'industrie, sans oxygène libre. L'utilisation de l'un ou l'autre des gaz ou mélanges de gaz pour la meilleure solution du problème posé, est dans une certaine dépendance par rapport à la teneur en silicium de la fonte.
C'est ainsi que, pour la désulfuration des fontes avec une teneur en silicium de moins de 0,25 %, l'azote pur ou seulement peu souillé d'oxygène ou le gaz de gueulard ou autres gaz résiduaires industriels sans oxygène libre conviennent particulièrement pour le brassage dans un convertisseur à insufflation par le fond.
Selon l'augmentation de la teneur en silicium de la fonte, la portion d'oxygène croît dans les gaz ou mélanges de gaz qui conviennent particulièrement pour la désulfuration en convertisseur.
Ainsi, il apparaît que pour une teneur de la fonte en silicium d'environ 0,25 %, un mélange d'azote et d'oxygène, avec environ 18 % d'oxygène, est particulièrement efficace pour la désulfuration de la fonte.
Au-dessus de 0,25 % de silicium dans la fonte, l'utilisation d'un mélange d'azote et d'oxygène contenant jusqu'à 21 % d'oxygène, donc aussi du vent normal, pour le brassage, permet d'atteindre une bonne désulfuration de la fonte. Davantage d'oxygène dans les mélanges gazeux ne convient pas pour résoudre le problème posée
L'avantage de la présente invention réside dans le mélange ex- traordinairement énergique de la fonte avec les agents désulfurants, par le tourbillonnement au moyen des gaz soufflés dans le convertisseur, ce qui fait que la désulfuration de la tonte a lieu avec un grand succès dans le temps le plus court. D'une manière connue, on doit alors couler les scories, avant que puisse avoir lieu l'opération de raffinage pour la production de l'acier.
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Des essais ont montré que, selon l'agent désulfurant, la quantité ajoutée et la teneur en soufre de la fonte, on peut atteindre une désulfuration de 50 à 80 % au bout de une à deux minutes. La quantité de gaz nécessaire pour un bon mélange s'élève, pour un convertisseur de 20 tonnes, à 350 à 400 mètres cubes normaux, par minute.
Pour mettre encore en évidence l'avantage du procédé suivant l'invention, sur la base d'un exemple, on doit faire intervenir l'exemple mentionné au début au sujet d'une désulfuration dans la rigole ou dans la poche de coulée, en ce qui concerne la teneur en soufre de la fonte, d'après laquelle s'ajuste la quantité d'agent désulfurant.
Dans les mêmes proportions de la fonte, lors de l'utilisation du procédé suivant l'invention, il n'y a besoin d'utiliser qu'une quantité d'environ 4 à 8 kg de carbonate de sodium par tonne de fonte, mais, dans ce cas, après un temps de soufflage d'environ 1 à 2 minutes, on atteint une désulfuration de 50 à 80 %, et lorsqu'on utilise la poudre de chaux, on atteint une désulfuration de 40 à 70 % avec une addition de 6 à 10 kg par tonne de fonte.
Suivant l'invention, on effectue donc la désulfuration dans le convertisseur, avant l'opération d'affinage, c'est-à-dire qu'avant de commencer la production normale de l'acier, on désulfure d'abord la fonte au moyen d'un agent connu, comme le carbonate de sodium ou la poudre de chaux.
Après la désulfuration, environ après 2 à 3 minutes, on extrait les scories, puis commence seulement l'opération d'affinage proprement dite, c'est-à-dire la combustion du silicium, du manganèse, du carbone, etc ..., ainsi quil est connu.
Le champ d'utilisation d'un mélange d'azote et d'oxygène avec 21 % en volume d'oxygène, donc du vent normal, parait économiquement intéressant pour le brassage, en vue de la désulfuration de la fonte avec une teneur en silicium de plus de 0,25 %.
REVENDICATIONS. la- Procédé pour la désulfuration de la fonte, en vue de la production d'acier Thomas de haute qualité, caractérisé en ce qu'on mélange brièvement et intimement la fonte et l'agent désulfurant, sous forme solide ou liquide, dans un convertisseur à insufflation par le fond, avec un gaz ou mélange de gaz, la coulée des scories ayant lieu après cette opération de désulfuration, puis l'opération d'affinage suivant, de la manière connue.
2.- Procédé pour la désulfuration de la fonte suivant la revendication 1,caractérisé en ce que pour la désulfuration au convertisseur on utilise, selon la teneur en silicium, de l'azote pur, du vent normal., des gaz de gueulard ou autres gaz résiduaires industriels sans oxygène libre.
3.- Procédé pour la désulfuration de la fonte suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que pour la désulfuration d'une fonte avec moins de 0,25 % de teneur en silicium, dans un convertisseur à insufflation par le fond, on utilise, pour le brassage, de l'azote pur ou seulement peu souillé d'oxygène, ou du gaz de gueulard ou autres gaz résiduaires industriels sans oxygène libreo
4.- Procédé pour la désulfuration de la fonte suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que pour la désulfuration d'une fonte avec une teneur en silicium de 0 25 , on utilise pour le brassage un mélange d'azote et d'oxygène dont la teneur en oxygène ne dépasse pas 18 %.
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PROCESS FOR DESULFURATION OF CAST IRON FOR THE PRODUCTION OF
HIGH QUALITY THOMAS STEEL.
The present invention relates to a process for the desulphurization of cast iron for the production of high quality Thomas steel.
For the production of high quality Thomas steel, the sulfur content is of particular importance. Desulphurization during steel production is minimal and depends on many factors, especially the sulfur content of the melt.
Many methods and desulfurizing agents have been proposed for lowering the sulfur content in pig iron. However, the production of low sulfur pig iron is, just as during the production of steel, associated with great difficulties and even, in part, with drawbacks for the production of steel.
We know the general conditions for a good desulfurization These are:
Sufficient addition of desulfurizing agents for each ton of cast iron, neutral, reducing or weakly oxidizing atmosphere, creation of large contact surface and good mixing, minimal slagging of silicon or iron, desulfurization slag strongly basic, sufficient reaction time and high dissolving capacity of desulfurization slag for sulfides o
The process applied so far with the best result for the desulphurization of cast iron for the production of high quality Thomas steel, is the desulphurization of the cast iron outside the blast furnace, in the channels or in the ladle. However, in this
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case also,
the results are not satisfactory from the point of view of the satisfaction of the conditions for a good desulfurization, because, during the addition of the desulfurizing agents in compounds of the series of the alkali or alkaline earth metals, in liquid or solid form, in the channel or in the ladle, for the desulphurization of the cast iron, the cast iron is only insufficiently agitated by swirling and, most often, only in the upper layer o It is not possible to avoid slagging of silicon and iron in the oxidizing atmosphere which is always present then.
The quantity of agent added in relation to the degree of desulphurization is very defective because, on average, during an addition in the trench or in the ladle, it would take for example 5 to 10 kg of sodium carbonate for each ton of cast iron, for the maximum achievable desulfurization of 30 to 0% of the sulfur content of the cast iron. The result is even less when adding lime powder, with or without coke powder, because at least 8 to 12 kg are needed per tonne of cast iron to achieve, in the most favorable case, a desulphurization of 20 at 30%.
The aim of the present invention is to create a process for the desulphurization of pig iron, with the help of which it is possible to better satisfy the theoretically known conditions for a good desulphurization, than was hitherto possible.
This problem has been solved by briefly and intimately mixing the iron and the desulfurizing agent in solid or liquid form in a bottom-blown converter, depending on the silicon content, either with a gas or gas mixture. reducing, or neutral or oxidizing;
after this desulfurization operation, the slag casting takes place, then the refining operation follows, in the known manner
Gases or gas mixtures which have proved to be particularly suitable for the above-mentioned operation of desulfurization in the converter are: pure nitrogen, nitrogen contaminated with oxygen, normal wind, top gases or other industrial waste gases, free of free oxygen. The use of one or the other of the gases or gas mixtures for the best solution of the problem posed, is to a certain extent with respect to the silicon content of the cast iron.
Thus, for the desulphurization of cast irons with a silicon content of less than 0.25%, pure nitrogen or only slightly contaminated with oxygen or top gas or other industrial waste gases without free oxygen are particularly suitable. for mixing in a bottom blown converter.
Depending on the increase in the silicon content of the cast iron, the oxygen portion increases in gases or gas mixtures which are particularly suitable for converter desulfurization.
Thus, it appears that for a silicon content of the iron of about 0.25%, a mixture of nitrogen and oxygen, with about 18% oxygen, is particularly effective for desulphurizing the iron.
Above 0.25% silicon in the cast iron, the use of a mixture of nitrogen and oxygen containing up to 21% oxygen, therefore also normal wind, for mixing, allows '' achieve good desulphurization of the cast iron. More oxygen in gas mixtures is not suitable to solve the problem posed
The advantage of the present invention lies in the extraordinarily vigorous mixing of the iron with the desulfurizing agents, by the vortexing by means of the gases blown into the converter, whereby the desulfurization of the mowing takes place with great success. in the shortest time. In a known manner, the slag must then be poured, before the refining operation for the production of steel can take place.
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Tests have shown that, depending on the desulfurizing agent, the amount added and the sulfur content of the iron, a desulfurization of 50 to 80% can be achieved after one to two minutes. The quantity of gas necessary for a good mixture amounts, for a converter of 20 tons, to 350 to 400 normal cubic meters, per minute.
To further demonstrate the advantage of the process according to the invention, on the basis of an example, the example mentioned at the beginning must be used with regard to a desulphurization in the channel or in the ladle, in with regard to the sulfur content of the cast iron, according to which the quantity of desulfurizing agent is adjusted.
In the same proportions of the cast iron, when using the process according to the invention, it is only necessary to use a quantity of about 4 to 8 kg of sodium carbonate per tonne of cast iron, but , in this case, after a blowing time of about 1 to 2 minutes, a desulfurization of 50 to 80% is achieved, and when using lime powder, a desulfurization of 40 to 70% is achieved with an addition from 6 to 10 kg per tonne of cast iron.
According to the invention, the desulfurization is therefore carried out in the converter, before the refining operation, that is to say that before starting the normal production of the steel, the cast iron is first desulfurized with using a known agent, such as sodium carbonate or lime powder.
After the desulphurization, approximately after 2 to 3 minutes, the slag is extracted, then only the actual refining operation begins, that is to say the combustion of silicon, manganese, carbon, etc. , as it is known.
The field of use of a mixture of nitrogen and oxygen with 21% by volume of oxygen, therefore normal wind, seems economically interesting for mixing, for the desulphurization of cast iron with a silicon content. more than 0.25%.
CLAIMS. the- Process for the desulphurization of cast iron, for the production of high quality Thomas steel, characterized in that the cast iron and the desulphurizing agent, in solid or liquid form, are mixed briefly and intimately in a converter blowing from the bottom, with a gas or gas mixture, the slag casting taking place after this desulphurization operation, then the following refining operation, in the known manner.
2.- A method for the desulphurization of cast iron according to claim 1, characterized in that for the desulphurization in the converter is used, depending on the silicon content, pure nitrogen, normal wind., Top gases or other industrial waste gases without free oxygen.
3.- Process for the desulphurization of cast iron according to claims 1 and 2, characterized in that for the desulphurization of a cast iron with less than 0.25% silicon content, in a bottom blown converter, it is uses, for brewing, pure nitrogen or only slightly contaminated with oxygen, or top gas or other industrial waste gases without free oxygen
4.- Process for the desulphurization of pig iron according to claims 1 and 2, characterized in that for the desulphurization of a pig iron with a silicon content of 0 25, a mixture of nitrogen and nitrogen is used for stirring. oxygen, the oxygen content of which does not exceed 18%.
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