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L'invention est relative à l'affinage de fonte et d'alliages similaires par de l'oxygène libre et, plus particulièrement, à l'affinage de fonte en fusion ou autre fer allié ou non allié contenant du carbone dans un four pouvant tourner autour d'un axe de rotation, par soufflage à l'aide d'un gaz contenant au moins 40 % d'oxygène, tel que du gaz oxygène ou de l'air enrichi en oxygène.
L'invention a pour objet des moyens pour exé- cuter le procédé d'affinage à une vitesse de rotation relativement faible. Un autre objet .de l'invention est de permettre le remplissage du four à un degré plus élevé qu'il n'est possible dans les fours rotatifs ordi- naires. D'autres objets de l'invention apparaîtront aux spécialistes à la lecture de la description suivante,
Dans le brevet U.S.A. n 2. 598.393, on a décrit un procédé pour l'affinage de fonte dans un four rota- tif par soufflage d'oxygène ou d'air enrichi en oxygène jusqu'à un pourcentage d'oxygène d'au moins 40 % dans le four. Une caractéristique de ce procédé réside dans le fait que le mouvement nécessaire du bain est essen- tiellement obtenu indépendamment de l'alimentation en gaz.
Ceci est contraire aux conditions prévalant dans d'autres procédés d'affinage rapide où le mouvement du bain est lié à l'alimentation en gaz et cesse entière- ment, lorsque cette alimentation est interrompue. Ceci est, par exemple, le cas dans les procédés Bessemer aci- de et basique courants, de même que dans le procédé LD, où l'affinage s'opère avec de l'oxygène gazeux pur, qui est soufflé, verticalement sur le bain dans un conver- tisseur fixe,
Lorsqu'on utilise un four fixe et que le
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gaz oxygéné est soufflé à partir du dessus, le mouve- ment du bain est relativement peu important au début du traitement, aussi longtemps que la fonte contient une quantité appréciable de silicium, de même qu'au cours des stades ultérieurs du procédé, en particulier lors de l'affinage .de fonte riche en phosphore.
Pendant la pha- se du procédé où l'affinage de carbone est violent, l'ébullition provoque cependant une agitation violente qui est importante pour le déroulement de la réaction.
Si le procédé est exécuté dans un four rota- tif, un mouvement violent du bain peut être obtenu pen- dant tout le procédé. En conséquence, les réactions entre le bain'métallique et le bain de scorie ont lieu plus rapidement et plus complètement. Ceci permet no- tamment de réduire le pourcentage de fer dans' la scorie finale et, par conséquent, d'augmenter à un degré essen- tiel le rendement en fer métallique. Grâce à la rota- tion, il est, par.ailleurs, possible d'obtenir un con- tact suffisant entre l'oxygène et le bain, sans avoir à souffler l'oxygène sur le bain ou dans le bain sous une surpression élevée, qui est nécessaire avec un four fixe. La tuyère à oxygène ne doit pas non plus être dirigée vers le bain.
De cette manière, le gaz oxygéné sera dans une certaine mesure mélangé aux gaz de four avant qu'il atteigne le bain et le contact avec celui-ci sera réparti sur une surface relativement grande. Ainsi, la considérable gazéification du fer et du manganèse en particulier est réduite, laquelle gazéification se pro- duit lorsque l'alimentation en oxygène est fortement lo- calisée, ce qui est inévitable dans les fours fixes et produit de grandes pertes de fer dans les gaz dégagés, ce qui forme une fumée extrêmement ennuyeuse.
Pour arriver à obtenir un mouvement suffisant du bain dans le four rotatif, une vitesse relativement
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élevée de rotation est cependant appropriée. Il est pos- sible d'augmenter cette vitesse jusqu'à 30 à 40 révolu- tions par minute, dans les cas où une agitation particu- lièrement forte est désirée. Pendant certaines périodes du soufflage et, en particulier, lorsque l'affinage du carbone est le plus violent et contribue à l'agitation, il s'est cependant révélé que la vitesse peut sans in- convénient être considérablement diminuée.
La possibili- té de faire tourner le four à une vitesse moindre dans les occasions où, pendant l'exécution du procédé, ceci est possible sans inconvénient au pont de vue métallur- gique, doit être utilisée, car elle permet entre autres choses d'augmenter considérablement la vie du garnissa- ge ou revêtement du convertisseur. Il semble, en effet, qu'au moins dans certaines circonstances, il faut comp- ter sur une diminutif de la vie du garnissage, lorsque la vitesse de rotatif, est accrue.
La présente ;nvention implique un nouveau dé- Veloppement de la technique et concerne un procédé per- fectionné, de même qu'un four pour l'exécution de ce pro- cédé. Conformément au niveau procédé, le soufflage à l'aide du gaz oxygéné e.. exécuté pendant au moins une partie du procédé, tan..s que le four tourne en ayant son axe de rotation haizontal ou convenablement incliné, de préférence pas à plus de 45 , le gaz oxygéné étant introduit par une ouver dre centrale ménagée dans une paroi d'extrémité du four, et pendant au moins une autre partie du procédé, tandis le four tourne en ayant son axe vertical ou sensiblement vertical, le gaz oxygéné étant fourni au bain à partir @ dessus.
Le pro- cédé peut être avantageusement mis en oeuvre dans un four comprenant un cylindre réfractare présentant deux extrémités opposées, dont l'une est'fermi-se et dont l'autre
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tre présente une ouverture, ce cylindre pouvant tourner autour d'un axe de rotation passant par l'extrémité fermée susdite et par l'ouverture susdite, des moyens pour suspendre le cylindre en question de façon qu'il puisse être basculé et amené ainsi d'une position sen- siblement horizontale ou inclinée à une position sensi- blement verticale, des moyens étant prévus pour faire tourner le four autour de son axe de rotation tout au moins dans ladite position sensiblement horizontale ou inclinée.
Le four peut être basculable en le supportant avec son mécanisme d'entraînement sur des tourillons.
Lorsque le cylindre est amené par élévation dans une po- sition verticale, la rotation n'a qu'un effet d'agita- tion relativement faible. Dès lors, le soufflage peut s'opérer avec un résultat aussi bon avec un four fixe, c'est-à-dire selon le principe du procédé LD.
De la fonte Thomas ou autre fonte ayant une teneur en phosphore de, par exemple, 0,5 % ou davantage peut être soufflée dans un four du type décrit ci-dessus, par exemple de la manière suivante :
Lorsque le four a été chargé de fonte, un gaz oxygéné est soufflé dans le four pendant quelques minu- tes, ce four étant en position horizontale ou sensible- ment horizontale et tournant à une vitesse relativement élevée, afin de contrecarrer la formation de fumées abondantes due à l'oxydation du silicium et du manganèse.
Lorsque l'ébullition devient sérieuse et donne lieu à une agitation suffisante, la rotation est interrompue et le four est relevé de façon que son axe de rotation soit vertical ou sensiblement tel, éventuellement après soutirage des scories. Après addition d'une quantité adéquate de pierre calcaire ou analogue dans le bain contenu dans le four, on poursuit le soufflage, en immer-
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géant une tuyère verticale à oxygène dans le bain. Le four ne doit pas tourne.r pendant cette phase.
Pendant les phases finales du procédé, le soufflage s'accompagne à nouveau de la rotation du four en position plus ou moins horizontale, de façon que la vitesse de réaction entre la scorie et le bain d'acier soit.accélérée et qu'ainsi les pertes de fer. dans la scorie soient réduitea
Dans le but de refroidir le bain pendant le traitement, @ du minerai de même que batttures de fer peuvent être ajoutée de manière continue ou à intervalles. Si on doit ajouter au bain des batiatures de fer du genre gros- sier, celles-ci doivent, de préférence, être ajoutées immédiatement avant de relever le four jusqu'à une posi- tion verticale. Des batictures de fer plus fines peu- vent être ajoutées sans inconvénient, tant avant que pendant la rotation du four.
De la fonte d'autres types peut être affinée par des méthodes similaires. En général, il convient de limiter le temps de soufflage dans le four rotatif dans toute la mesure possible, dans influencer défavora- blement la progression du traitement, et d'exécuter le reste du soufflage, ordinairement au cours d'une période intermédiaire, lorsque l'affinage du carbone est vio- lent, le four étant en position verticale et étant fixe ou ne tournant que lentement. De cette manière, la du- rée de vie du garnissage ou revêtement du four peut être considérablement accrue et les avantages de l'effet en même temps/ de rotation peuvent/être pleinement utilisés.
Pendant la période d'ébullition, le dégagement de gaz produit toujours une augmentation du volume de la charge, qui peut être considérable, en particulier si la scorie simultanément formée dans le four se met .à mousser, ce qui est souvent le cas. En raison du fait
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que le degré permissible de remplissage du four est plus grand dans la position verticale que dans la position horizontale, il est donc possible d'utiliser une plus grande charge dans le four, si le soufflage est exécuté avec le four plus ou moins en position verticale, tout au moins pendant la période où l'ébullition est la plus violente. Une augmentation de la vitesse ou de l'inten- sité de soufflage peut également être obtenue avec ce mode opératoire.
Un avantage du présent procédé réside dans la fait qu'il convient particulièrement,bien pour l'affina ge de fonte à fortes teneurs en silicium. Si les te- neurs en silicium dépassent à 1,5 %, il s'est avéré difficile d'amorcer la réaction au début du soufflage, si le procédé est exécuté dans un four fixe. 'Par rota- tion du four, de façon qu'un mouvement violent du bain soit produit, la réaction s'amorce immédiatement et, lorsque les pourcentages de silicium ont été réduits le soufflage peut être poursuivi avec le four en posi- tion verticale, lorsque ceci s'avère souhaitable à d'au- 'tres points de vue.
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