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La présente invention a pour objet un procédé de production de ferroohrome à teneur faible en carbone à partir de ferrochrome à teneur éle- vée en carbone dans un four à vide, procédé au cours duquel le carbone du ferrochrome à teneur élevée en carbone se trouve oxydé, sensiblement sans fusion, au moyen d'un agent oxydant solide contenant un oxyde de fer.
La présente invention a pour objet - un procédé tel que spécifié ci-dessus qui consiste à traiter spé- cialement l'oxyde de fer que l'on utilise pour oxyder le carbone du ferro- chrome à teneur élevée en carbone, ce procédé étant hautement efficace en ce qui concerne le résultat recherché; - la production, conformément au procédé précité, à partir d'un fer- rochrome donné à teneur élevée en carbone, d'un ferrochrome à teneur faible en carbone ayant un rapport chrome-fer aussi élevé que possible; - un procédé perfectionné du genre précité, dans lequel la réaction d'oxydation du carbone se produit à vitesse élevée jusqu'à ce qu'elle soit sensiblement achevée.
La présente invention concerne un procédé pour abaisser la teneur en carbone d'un alliage ferreux contenant des quantités substantielles de carbone, procédé qui consiste: à griller de la battiture de laminage dans des conditions oxydantes, à une température et pendant un temps qui suffi- sent à faire disparaître par combustion les produits huileux et autres pro- duits similairement combustibles qui y sont'contenus, ainsi qu'à oxyder la battiture; à mélanger intimement la battiture grillée sous forme finement divisée avec un alliage ferreux contenant des quantités notables de carbone;
à chauffer le mélange sous une pression faible, inférieure à celle de l'at- mosphère, pendant un temps et à une température qui suffisent à donner lieu à la réaction entre le carbone de l'alliage à teneur élevée en carbone et la battiture grillée, pour donner naissance à de l'oxyde de carbone et à du fer métallique; enfin, à éliminer en continu l'oxyde de carbone du voi- sinage des réactifs, l'opération de chauffage étant exécutée à une tempéra- ture inférieure à celle à laquelle se produit une fusion substantielle quel- conque.
On peut réaliser les caractéristiques et les avantages précités de l'invention, comme il apparaîtra plus clairement ci-après, en utilisant un procédé d'obtention de ferrochrome à faible teneur en carbone à partir d'un ferrochrome à teneur élevée en carbone et de battiture de laminage, procédé qui consiste à griller la battiture dans des conditions oxydantes à une tem- pérature comprise entre 750 C et 1500 C, pendant un temps suffisant pour faire disparaître par combustion toutes les matières huileuses et similaire- ment combustibles contenues dans la battiture et à oxyder celle-ci; à mélan- ger intimement la battiture grillée à l'état finement divisé avec du ferro- chrome à teneur élevée en carbone ;
àchauffer le mélange sous une pression faible, inférieure à la pression atmosphérique, pendant un temps et à une température suffisants pour assurer la réaction entre le carbone du ferro- ohrome à teneur élevée en carbone et la battiture grillée, avec production d'oxyde de carbone et de fer métallique ; enfin,à retirer en continu l'oxyde de carbone du voisinage des réactifs, la phase de chauffage précitée étant exécutée à une température inférieure à celle à laquelle il se produit une fu- sion substantielle quelconque.
Les oxydes communs de fer sont FeO, Fe3O4 et Fe2O3, dans lesquels le rapport de l'oxygène au fer est respectivement de 1 :1, de 1 1/3:1 et de 1 1/2tl. La battiture de laminage présente approximativement la composi-
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tion indiquée par la formule Fe3O4 et on lui attribue habituellement cette formule. La battiture de laminage est la battiture qui se détache sous forme d'écailles des billettes d'acier passant dans un laminoir. De gran- des quantités de ce produit sont disponibles à un prix très raisonnable.
Telle qu'on l'obtient, la battiture de laminoir est souillée habituellement par de l'huile, de la graisse et des matières analogues, ainsi que par des particules ou des fragments d'acier métallique. Elle contient également du carbone provenant de l'acier.
Le grillage de la battiture de laminoir dans une atmosphère oxy- dante fait disparaître par combustion l'huile et la graisse ainsi que les substances similairement combustibles qui souillent la battiture telle qu'on la reçoit. L'opération de grillage provoque également l'oxydation d'une partie du carbone de la battiture provenant des billettes d'acier. L'huile, les matières similaires et le carbone donnent naissance à des produits ga- zeux de combustion qui se dégagent avec les gaz de combustion provenant du four de grillage. Etant donné que ces produits présentent un caractère ré- ducteur, le degré jusqu'auquel on réussit à les éliminer de la battiture de laminoir augmente aussi le pouvoir oxydant de celle-ci.
Accessoirement, l'opération de grillage provoque l'oxydation d'une certaine quantité, ou d'une partie substantielle, du FeO et du Fe3O4, ce qui augmente encore le pouvoir oxydant de la battiture de laminoir grillée.
De plus, le pouvoir oxydant de la battiture est encore augmenté au cours de l'opération de grillage par l'oxydation partielle ou complète des particules de métal ferreux qui sont contenues dans la battiture telle qu'on la reçoit.
Si on le désire, on peut débarrasser la battiture de laminoir, telle qu'on la reçoit du laminoir, des particules métalliques, avant le grillage, en séparant le métal de l'oxyde au moyen d'un procédé utilisant la gravité ou la concentration par flottation. On préfère cependant rédui- re en menus fragments la battiture, par exemple, en utilisant un broyeur à boulets, un broyeur à cylindres, ou à marteau, et tamiser ensuite le pro- duit réduit en fragments. L'opération de réduction en fragments forme des petites plaquettes de particules métalliques et réduit l'oxyde contenu dans la battiture à un état plus fin que les plaquettes de métal. Un tamisage à travers un tamis ayant des mailles de dimension appropriée sépare les pla- quettes métalliques plus grandes des particules plus petites d'oxyde de fer.
On estime cependant qu'il est désirable de griller tout d'abord la battiture de laminoir telle qu'on la reçoit et de séparer ensuite la fraction métallique restante de la fraction constituée par l'oxyde de fer.
L'opération de grillage, telle que mentionnée ci-dessus, oxyde au moins par- tiellement les particules métalliques de la battiture, ce qui augmente le pouvoir oxydant du produit grillé. En outre, le grillage rend le produit plus appropré à la réduction en petits fragments, ce qui facilite le broya- ge et le tamisage ou tout autre procédé de séparation du métal d'avec l'o- xyde.
Que la fraction métallique de la battiture de laminoir soit sépa- rée avant ou après le grillage oxydant, la fraction oxyde résultante est améliorée en tant qu'agent oxydant dans le procédé conforme à l'invention, en raison de l'enlèvement hors de celle-ci des particules de métal ferreux qui sont inertes en tant qu'oxydant et qui, si elles étaient présentes, di- lueraient le ferrochrome résultant à faible teneur en carbone,
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On procède au grillage de la battiture de laminoir utilisée au cours du procédé conforme à l'invention, dans un four rotatif, un four de grillage Eerreshoff, ou dans un autre appareil habituel de grillage.
Une température appropriée de grillage se situe à 1050 C, On peut utiliser des températures plus élevées allant jusqu'à 1500 C si un frittage et une fusion du produit du four ne sont pas nuisibles.
La gamme préférée des températures est comprise entre 900 C et
1050 C, une formation de nodules ou un frittage ne se produisant pas à ces températures. On peut cependant utiliser les températures aussi fai- bles que 750 C ou encore plus basses pour effectuer avantageusement le grillage de la battiture de laminoir.
La battiture de laminoir, grillée conformément à l'invention ou bien exempte de particules constituées par du fer métallique, ou bien con- tenant encore de ces particules, constitue un agent oxydant efficace du ,carbone contenu dans le ferrochrome à teneur élevée en carbone, à l'état solide, traité par le procédé au four à vide pour obtenir du ferrochrome à teneur faible en carbone.
Le ferrochrome à teneur élevée en carbone est un alliage ferreux contenant habituellement de 50% à 80% de chrome, de 4% à 10% de carbone, le complément étant constitué sensiblement par du fer, sauf pour ce qui est des impuretés occasionnelles constituées par 2%à 5% de silicium et par des pourcentages minimes d'aluminium, de magnésium, de calcium et de métaux analogues. Le carbone est principalement présent sous la forme de carbures de chrome et de fer, mais une certaine quantité du carbone peut être présente à l'état de solution dans le ferrochrome à teneur élevée en carbone.
Le ferrochrome à basse teneur en carbone peut contenir jusqu'à 1 à 20 % de carbone, bien que les qualités les plus désirables contiennent moins de 0,1 % de carbone et puissent même contenir une quantité aussi faible que 0,01% de carbone ou encore moins ; pour le reste, la composition du ferrochrome à teneur faible en carbone est similaire à celle du ferro- chrome à teneur élevée en carbone.
Pour mettre en oeuvre le procédé exécuté dans un four à vide ayant pour but la production de ferrochrome à faible teneur en carbone à partir d'un ferrochrome à teneur élevée en carbone,on mélange ensemble intimement du ferrochrome à teneur élevée en carbone finement divisé et un agent oxy- dant solide finement divisé et on transforme, habituellement, ce mélange en briquettes.
On fait réagir ces briquettes à l'état solide, c'est-à-dire sans fusion, dans un four à vide sous une pression inférieure à celle de l'atmosphère, pouvant s'abaisser à un niveau aussi bas que 100 microns ou même moins, à des températures comprises entre 1000 C et 1350 C, en procé- dant continuellement à l'évacuation de l'atmosphère du four, L'agent oxy- dant solide - par exemple l'oxyde de fer-réagit avec le carbone du ferro- ohrome pour donner un oxyde de carbone, principalement du CO et du fer mé- tallique, dans le sens des équations suivantes :
EMI3.1
(1) (pear)eo + FeO #### (peor)opo + CO (2) 4(FeCr)o 40 + Fe304 > 4(FeCr)-3Fe + 4CO 3 ( Fe Cx ) 30 + Fe Z03 ,-3 ( Fe Cr ) 2Fe + 3 CO
Pour la production du ferrochrome à faible teneur en carbone, la quantité de battiture de laminoir grillée que l'on doit utiliser pour une quantité déterminée de ferrochrome à teneur élevée en carbone dépend
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en grande mesure de la teneur en carbone de ce dernier.
Cependant, étant donné que d'autres produits tels que le silicium et l'aluminium et des pro- duits analogues sont présents dans le ferrochrome à teneur élevée en car- bone, produits qui sont oxydés avant ou en même temps que le carbone par la battiture grillée, on considère qu'il est intéressant de déterminer ex- périmentalement sur une petite échelle le rapport entre le ferrochrome à teneur élevée en carbone et la battiture nécessaire pour une matière pre- mière donnée, Quand on désire que le produit du procédé contienne une très faible quantité de carbone, il est recommandé d'utiliser un léger excès de battiture grillée dépassant la quantité théoriquement nécessaire pour oxy- der la totalité du carbone et les composants du ferrochrome riche en carbo- ne, oxydés simultanément.
Il est évident que le procédé conforme à l'invention peut égale- ment s'appliquer pour réduire simplement la teneur,à l'analyse, en carbone du ferrochrome, On peut, par exemple, abaisser à 3% la teneur en carbone d'un ferrochrome à teneur élevée en carbone à 7,5% de carbone, afin d'ob- tenir un ferrochrome à teneur moyenne en carbone, en utilisant une quantité équivalente de battiture de laminoir grillée. On peut aussi convertir un ferrochrome moyen contenant 3,0% de carbone en un ferrochrome à faible te- neur en carbone ne contenant que 0,01% de carbone.
L'économie générale de la présente invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple non limitatif ci-après; EXEMPLE,
On grille la battiture de laminoir en l'état dans lequel on la reçoit, dans un four rotatif dont la zone chauffée se trouve à une température de 1100 C. On maintient l'atmosphère de ce four dans des conditions oxydantes en soufflant dans le four, autour du brûleur et à proximité de l'extrémité de décharge du four, de grands volumes d'air. Le temps de séjour de la bat- titure dans le four est d'environ trois heures.
On fait refroidir la battiture grillée et on la broie pendant une heure dans un broyeur à boulets. On procède à la classification par l'air de la battiture broyée et grillée, afin d'obtenir un produit final dont 85% correspondent au tamis de-200 mailles (comportant des ouvertures de 0,074 mm). Ces indications signifient que 85% du produit traversent un ta- mis de 200 mailles.
La battiture grillée, broyée et classifiée par l'air correspond à l'analyse au tamis ci-après : +80 - 2 % (2% de refus sur un tamis de 80 mailles) +200 - 13% (13% de refus sur un tamis de 200 mailles) -200 - 85% (85% traversent un tamis de 200 mailles) 100,0 % ; ce produit contient à l'analyse 69,7% de Fe.
Le ferrochrome à teneur élevée en carbone utilisé donne l'analyse au tamis ci-après +80 - 1% (1% de refus sur un tamis de 80 mailles) +200 - 9% (9% de refus sur un tamis de 200 mailles) -200 - 90% (90% traversent un tamis de 200 mailles)
100,0%
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ainsi que l'analyse chimique suivante
Cr 63 %
Si 3,5%
C 7,5%
Fe 22,3%
L'indication "tamis de 80 mailles" signifie que la dimension de chaque ouverture du tamis est de 0,177 mm. L'indication "tamis de 200 mailles" signifie que la dimension de chaque ouverture du tamis est de 0,074 mm.
On transforme en briquettes un mélange des ingrédients précités avec les autres ingrédients, pris dans les quantités indiquées immédiate- ment ci-après dans une presse de Komarek-Greaves, afin de former des bri- quettes fraîches de la dimension d'un doigt: Battiture grillée 1700 kg Ferrochrome à teneur élevée en carbone 3541 kg Liant (dextrine) 125 kg Eau 34 kg
5400 kg
On sèche les briquettes fraîches à l'air à la température ambiante pendant 24 heures, puis on les chauffe ensuite dans un courant d'air à une température de 500 C pendant 12 heures pour chasser l'humidité résiduelle, pour volatiliser facilement les composants du liant et pour faire durcir les briquettes.
On introduit les briquettes durcies qui pèsent approximativement 5400 kg dans un four à vide, dans lequel on les soumet à un chauffage et à un traitement sous vide conformément au plan de chauffe ci-après
EMI5.1
<tb> Temps <SEP> (en <SEP> heures) <SEP> Température <SEP> Pression
<tb>
<tb> 0 <SEP> - <SEP> 16 <SEP> 200 ¯ <SEP> 1220 C <SEP> Atm.
<SEP> - <SEP> 50 <SEP> mm <SEP>
<tb>
<tb> 17 <SEP> - <SEP> 24 <SEP> 1220 C <SEP> + <SEP> 10 C <SEP> 50 <SEP> mm <SEP> - <SEP> 10 <SEP> mm
<tb>
<tb> 25 <SEP> - <SEP> 48 <SEP> 1220 C <SEP> ¯ <SEP> 10 C <SEP> 10 <SEP> mm <SEP> - <SEP> 4 <SEP> mm
<tb>
<tb> 49 <SEP> - <SEP> 72 <SEP> 1220 C <SEP> ¯ <SEP> 10 C <SEP> 4 <SEP> mm <SEP> - <SEP> 0,5 <SEP> mm <SEP>
<tb>
EMI5.2
73 - 94 1220 C 10 C 0,5mm - 0,1 mm
EMI5.3
<tb> 95 <SEP> - <SEP> 191 <SEP> 1220 C¯ <SEP> 500 C <SEP> Le <SEP> four <SEP> est <SEP> obturé <SEP> et
<tb> maintenu <SEP> sous <SEP> 1 <SEP> mm <SEP> de
<tb>
<tb> pression.
<tb>
Après l'achèvement du traitement par la chaleur sous vide, le résidu provenant du four pèse 4500 kg. Les briquettes sortant du four sont de la même forme que les briquettes durcies chargées dans le four, bien que leur dimension soit légèrement réduite. Le ferrochrome à faible teneur en carbone ainsi obtenu correspond à l'analyse chimique partielle ci-après :
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Cr 49,5 %
Fe 45,0 %
C 0,05 %
La présente invention est également applicable à la réduction de la teneur en carbone d'autres alliages ferreux tels que le ferromanganèse, le ferrovanadium, le ferromolybdène, le ferrotungstène et des alliages ana- logues, opération dans laquelle on utilise la battiture de laminoir grillée comme oxydant dans un four à vide au cours d'un procédé de traitement des produits à l'état solide.
En outre, on peut traiter conformément à la pré- sente invention des alliages ferreux ternaires ou composés d'un plus grand nombre de métaux encore.
REVENDICATIONS.
1. Procédé perfectionné pour réduire la teneur en carbone d'un ferro- alliage contenant des quantités appréciables de carbone, caractéri- sé en ce qu'on grille de la battiture de laminage dans des conditions oxy- dantes à une température et pendant un temps suffisants pour faire dispa- raître par combustion les matières huileuses et similairement combustibles contenues dans le produit et pour oxyder cette battiture ; mélange inti- mement la battiture grillée, à l'état finement divisé, avec un ferro-allia- ge contenant des quantités importantes de carbone;
on chauffe ce mélange sous une faible pression, inférieure à celle de l'atmosphère, pendant un temps et à une température suffisants pour provoquer la réaction entre le carbone du ferro-alliage à teneur élevée en carbone et la battiture grillée, ce traitement donnant naissance à un oxyde de carbone et à du fer métalli- que ; on élimine en continu l'oxyde de carbone du voisinage des réactifs, cette phase de chauffage étant exécutée à une température inférieure à cel- le où il se produit une fusion sensible.
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The present invention relates to a process for the production of low carbon ferrochrome from high carbon ferrochrome in a vacuum furnace, in which the carbon of the high carbon ferrochrome is oxidized. , substantially without melting, using a solid oxidizing agent containing iron oxide.
The present invention relates to a process as specified above which consists in specially treating the iron oxide which is used to oxidize the carbon of high carbon ferro-chromium, this process being highly. effective with regard to the desired result; - the production, in accordance with the aforementioned process, from a given ferrochrome with a high carbon content, of a ferrochrome with a low carbon content having a chromium-iron ratio as high as possible; - an improved process of the aforementioned type, in which the carbon oxidation reaction takes place at high speed until it is substantially completed.
The present invention relates to a method for lowering the carbon content of a ferrous alloy containing substantial amounts of carbon, which method comprises: roasting the rolling scale under oxidizing conditions, at a temperature and for a time which is sufficient. feels to cause the oily products and other similarly combustible products contained therein to disappear by combustion, as well as to oxidize the scale; intimately mixing the toasted scale in finely divided form with a ferrous alloy containing substantial amounts of carbon;
heating the mixture under a low pressure, lower than that of the atmosphere, for a time and at a temperature sufficient to give rise to the reaction between the carbon of the high carbon alloy and the roasted scale , to give rise to carbon monoxide and metallic iron; finally, in continuously removing carbon monoxide from the vicinity of the reactants, the heating operation being carried out at a temperature lower than that at which any substantial melting occurs.
The aforementioned characteristics and advantages of the invention can be achieved, as will appear more clearly below, by using a process for obtaining low carbon ferrochrome from a high carbon ferrochrome and rolling scale, process which consists of roasting the scale under oxidizing conditions at a temperature between 750 C and 1500 C, for a time sufficient to remove by combustion all oily and similar combustible matter contained in the scale and oxidizing it; thoroughly mixing the finely divided toasted scale with high carbon ferro-chromium;
heating the mixture under a low pressure, below atmospheric pressure, for a time and at a temperature sufficient to ensure the reaction between the carbon of the high carbon ferro-ohroma and the roasted scale, with production of carbon monoxide and metallic iron; finally, in continuously removing carbon monoxide from the vicinity of the reactants, the aforementioned heating phase being carried out at a temperature below that at which any substantial fusion occurs.
Common iron oxides are FeO, Fe3O4 and Fe2O3, in which the oxygen to iron ratio is 1: 1, 1 1/3: 1 and 1 1 / 2tl, respectively. The rolling scale has approximately the composition
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tion indicated by the formula Fe3O4 and is usually assigned this formula. Rolling scale is the scale that comes off in the form of scales from steel billets passing through a rolling mill. Large quantities of this product are available at a very reasonable price.
As obtained, the mill scale is usually soiled with oil, grease and the like, as well as particles or fragments of metallic steel. It also contains carbon from steel.
Roasting the rolling mill scale in an oxidizing atmosphere burns off oil and grease as well as similar combustible substances which soil the scale as received. The roasting operation also causes the oxidation of part of the carbon in the scale from the steel billets. The oil, the like and carbon give rise to gaseous combustion products which are evolved with the combustion gases from the roasting oven. Since these products exhibit a reducing character, the degree to which they are successfully removed from the mill scale also increases the oxidizing power thereof.
Incidentally, the roasting operation causes the oxidation of a certain amount, or a substantial part, of the FeO and Fe3O4, which further increases the oxidizing power of the roasted rolling mill scale.
In addition, the oxidizing power of the scale is further increased during the roasting operation by the partial or complete oxidation of the ferrous metal particles which are contained in the scale as it is received.
If desired, the rolling mill scale, as received from the rolling mill, can be freed of metallic particles prior to roasting by separating the metal from the oxide by a process using gravity or concentration. by flotation. It is preferred, however, to reduce the scale to small fragments, for example, using a ball mill, roller mill, or hammer mill, and then sieve the fragmented product. The fragmenting operation forms small platelets of metal particles and reduces the oxide contained in the scale to a finer state than the metal platelets. Screening through a screen of appropriately sized mesh separates the larger metal platelets from the smaller particles of iron oxide.
It is, however, believed desirable to first roast the rolling mill scale as received and then separate the remaining metal fraction from the iron oxide fraction.
The toasting operation, as mentioned above, at least partially oxidizes the metallic particles of the scale, which increases the oxidizing power of the toasted product. In addition, roasting makes the product more suitable for reduction into small pieces, which facilitates grinding and sieving or any other method of separating the metal from the oxide.
Whether the metal fraction of the rolling mill scale is separated before or after the oxidative roasting, the resulting oxide fraction is improved as an oxidizing agent in the process according to the invention, due to the removal from it. here are ferrous metal particles which are inert as an oxidant and which, if present, would dilute the resulting low carbon ferrochrome,
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The rolling mill scale used during the process according to the invention is roasted in a rotary oven, an Eerreshoff roasting oven, or in another usual roasting apparatus.
A suitable roasting temperature is 1050 C. Higher temperatures up to 1500 C can be used if sintering and melting of the furnace product is not detrimental.
The preferred temperature range is between 900 C and
1050 C, nodule formation or sintering does not occur at these temperatures. However, temperatures as low as 750 ° C. or even lower can be used to advantageously roast the rolling mill scale.
The rolling mill scale, roasted in accordance with the invention or else free of particles consisting of metallic iron, or else still containing these particles, constitutes an effective oxidizing agent for the carbon contained in the ferrochrome with a high carbon content, in solid state, treated by the vacuum furnace process to obtain low carbon ferrochrome.
Ferrochrome with a high carbon content is a ferrous alloy usually containing from 50% to 80% chromium, from 4% to 10% carbon, the remainder being constituted substantially by iron, except for the occasional impurities constituted by 2% to 5% silicon and by minimal percentages of aluminum, magnesium, calcium and analogous metals. Carbon is mainly present in the form of chromium and iron carbides, but some of the carbon may be present in solution in the high carbon ferrochrome.
Low carbon ferrochrome can contain up to 1-20% carbon, although the more desirable grades contain less than 0.1% carbon and may even contain as little as 0.01% carbon. or even less; Otherwise, the composition of the low carbon ferrochrome is similar to that of the high carbon ferrochromic.
To carry out the process carried out in a vacuum furnace for the production of low carbon ferrochrome from a high carbon ferrochrome, finely divided high carbon ferrochrome is mixed together intimately and a finely divided solid oxidizing agent and this mixture is usually made into briquettes.
These briquettes are reacted in the solid state, that is to say without melting, in a vacuum furnace under a pressure below that of the atmosphere, which can drop to a level as low as 100 microns or even less, at temperatures between 1000 C and 1350 C, continuously evacuating the atmosphere of the furnace, The solid oxidizing agent - for example iron oxide - reacts with carbon ferroohrome to give carbon monoxide, mainly CO and metallic iron, in the sense of the following equations:
EMI3.1
(1) (pear) eo + FeO #### (peor) opo + CO (2) 4 (FeCr) o 40 + Fe304> 4 (FeCr) -3Fe + 4CO 3 (Fe Cx) 30 + Fe Z03, - 3 (Fe Cr) 2Fe + 3 CO
For the production of the low carbon ferrochrome, the amount of roasted rolling mill scale to be used for a given amount of high carbon ferrochrome depends
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largely of the carbon content of the latter.
However, since other products such as silicon and aluminum and the like are present in the high carbon ferrochrome, products which are oxidized before or together with carbon by carbon. roasted scale, it is considered interesting to determine experimentally on a small scale the ratio between the ferrochrome with a high carbon content and the scale required for a given raw material, when it is desired that the product of the process contain a very small amount of carbon, it is recommended to use a slight excess of toasted scale exceeding the amount theoretically necessary to oxidize all the carbon and the components of the carbon-rich ferrochrome, oxidized simultaneously.
It is obvious that the process according to the invention can also be applied to simply reduce the carbon content of the ferrochrome on analysis. For example, the carbon content of the ferrochrome can be reduced to 3%. a high carbon ferrochrome at 7.5% carbon, to obtain a medium carbon ferrochrome, using an equivalent amount of toasted rolling mill scale. A medium ferrochrome containing 3.0% carbon can also be converted to a low carbon ferrochrome containing only 0.01% carbon.
The general economy of the present invention will be better understood with the aid of the non-limiting example below; EXAMPLE,
The rolling mill scale is roasted in the state in which it is received, in a rotary kiln whose heated zone is at a temperature of 1100 C. The atmosphere of this kiln is maintained under oxidizing conditions by blowing into the kiln. large volumes of air around the burner and near the discharge end of the furnace. The residence time of the bat- ture in the oven is about three hours.
The toasted batter is cooled and ground for one hour in a ball mill. The crushed and roasted scale is classified by air in order to obtain a final product, 85% of which corresponds to the 200-mesh sieve (comprising openings of 0.074 mm). These indications mean that 85% of the product passes through a 200 mesh screen.
The scale toasted, crushed and classified by air corresponds to the following sieve analysis: +80 - 2% (2% refusal on an 80 mesh sieve) +200 - 13% (13% refusal on 200 mesh sieve) -200 - 85% (85% passes through a 200 mesh sieve) 100.0%; this product contains 69.7% Fe on analysis.
The high carbon ferrochrome used gives the following sieve analysis +80 - 1% (1% residue on an 80 mesh sieve) +200 - 9% (9% residue on a 200 mesh sieve ) -200 - 90% (90% passes through a 200 mesh sieve)
100.0%
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as well as the following chemical analysis
Cr 63%
If 3.5%
C 7.5%
Fe 22.3%
The indication "80 mesh screen" means that the dimension of each opening of the screen is 0.177 mm. The indication "200 mesh screen" means that the dimension of each opening of the screen is 0.074 mm.
A mixture of the aforementioned ingredients with the other ingredients, taken in the quantities indicated immediately below, is transformed into briquettes in a Komarek-Greaves press, in order to form fresh briquettes the size of a finger: grilled 1700 kg Ferrochrome with high carbon content 3541 kg Binder (dextrin) 125 kg Water 34 kg
5400 kg
The fresh briquettes were air dried at room temperature for 24 hours, then heated in a stream of air at a temperature of 500 C for 12 hours to drive off residual moisture, to easily volatilize the components of the. binder and to harden briquettes.
The hardened briquettes which weigh approximately 5400 kg are introduced into a vacuum oven, where they are subjected to heating and vacuum treatment in accordance with the following heating plan.
EMI5.1
<tb> Time <SEP> (in <SEP> hours) <SEP> Temperature <SEP> Pressure
<tb>
<tb> 0 <SEP> - <SEP> 16 <SEP> 200 ¯ <SEP> 1220 C <SEP> Atm.
<SEP> - <SEP> 50 <SEP> mm <SEP>
<tb>
<tb> 17 <SEP> - <SEP> 24 <SEP> 1220 C <SEP> + <SEP> 10 C <SEP> 50 <SEP> mm <SEP> - <SEP> 10 <SEP> mm
<tb>
<tb> 25 <SEP> - <SEP> 48 <SEP> 1220 C <SEP> ¯ <SEP> 10 C <SEP> 10 <SEP> mm <SEP> - <SEP> 4 <SEP> mm
<tb>
<tb> 49 <SEP> - <SEP> 72 <SEP> 1220 C <SEP> ¯ <SEP> 10 C <SEP> 4 <SEP> mm <SEP> - <SEP> 0.5 <SEP> mm <SEP >
<tb>
EMI5.2
73 - 94 1220 C 10 C 0.5mm - 0.1mm
EMI5.3
<tb> 95 <SEP> - <SEP> 191 <SEP> 1220 C¯ <SEP> 500 C <SEP> The <SEP> oven <SEP> is <SEP> blocked <SEP> and
<tb> maintained <SEP> under <SEP> 1 <SEP> mm <SEP> of
<tb>
<tb> pressure.
<tb>
After the completion of the vacuum heat treatment, the residue from the furnace weighs 4500 kg. The briquettes coming out of the oven are of the same shape as the hardened briquettes loaded into the oven, although their size is slightly reduced. The low carbon ferrochrome thus obtained corresponds to the following partial chemical analysis:
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Cr 49.5%
Fe 45.0%
C 0.05%
The present invention is also applicable to the reduction of the carbon content of other ferrous alloys such as ferromanganese, ferranadium, ferromolybdenum, ferrotungsten and the like, in which operation is used the toasted rolling mill scale as. oxidizer in a vacuum furnace during a solid state product treatment process.
In addition, ferrous alloys which are ternary or which are composed of a still greater number of metals can be processed in accordance with the present invention.
CLAIMS.
1. An improved process for reducing the carbon content of a ferroalloy containing appreciable amounts of carbon, characterized by roasting the mill scale under oxidizing conditions at a temperature and for a time. sufficient to cause the oily and similar combustible matter contained in the product to disappear by combustion and to oxidize such scale; thoroughly mixing the toasted batter, in a finely divided state, with a ferroalloy containing significant amounts of carbon;
this mixture is heated under a low pressure, lower than that of the atmosphere, for a time and at a temperature sufficient to cause the reaction between the carbon of the ferroalloy with a high carbon content and the roasted scale, this treatment giving rise to a carbon monoxide and to metallic iron; carbon monoxide is continuously removed from the vicinity of the reactants, this heating phase being carried out at a temperature below that where substantial melting takes place.