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La présente invention est relative à un procédé de désulfuration de la fonte ou de l'acier à l'état liquide par addition de diverses substances au bain métallique à désulfurer.
Il est bien connu que l'on ne peut obtenir une désulfuration suffisante de la fonte ou de l'acier par addition de substances épurantes au bain métallique, d'une part, que si les substances utilisées présentent un caractère basique ou peuvent donner naissance à des ions basiques et, d'autre part, que si les réactions de désulfuration se produisent dans un milieu aussi peu oxydant que possible Cependant, dans la pratique industrielle, il
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faut encore assurer, pendant toute la durée des réactions, un. contact intime entre le bain à désulfurer et les additions épuran- tes.
En d'autres termes, les réactions d'épuration qui ont lieu à la surface séparative des phases en présence, seront d'autant plus complètes et à un autre point de vue, d'autant plus rapides, que ces phases sont plus intimement mélangées.
De nombreux procédés ont été proposés antérieure- ment, en vue d'assurer ces conditions réductrices et de brassa- ge. Ils préconisent l'emploi de dispositifs spéciaux tels que : fours rotatifs, poches spéciales du type théières, brassage au moyen de gaz. L'application de ces procédés, qui donnent des ré- sultats intéressants, est souvent subordonnée à des conditions locales. Par ailleurs, ces procédés sont souvent coûteux par 1 appareillage qu'ils nécessitent et, de plus, ils donnent lieu à des pertes de chaleur non négligeables.
On a proposé également l'emploi d'un mélange en proportions convenables d'un désulfurant, d'une base forte et d' un agent réducteur, mais tous les constituants proposés sont des produits naturellement solides et de ce fait, quel que soit le soin pris pour réaliser leur mélange préalablement à leur emploi, les différentes particules du mélange restent physiquement séparées .et on constate que le brassage mécanique de la masse en réaction garde une influence prépondérante.
L'emploi d'un produit carbonaté comme désulfurant a certes comme conséquence un dégagement de CO2 gazeux qui crée des remous favorables dans la masse en réaction; mais 1 expérience montre qu'il faut éviter le dégagement du CO- parce qu'il possède une action oxydante.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients cités des procédés antérieurs, et de révéler et procurer un procédé de désulfuration de la fonte ou de l'acier à l'état liquide par addition d'un mélange de matières épurantes dont la nature et la composition sont telles que par elles-mêmes,. elles permettent simultanément de réaliser les conditions de basicité requises, de créer au sein de la masse en réaction des conditions réductrices suffisantes et surtout d'assurer non seu-
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lement le contact intime des adonnons et du bain métallique, mais également des constituants des additions entre eux:
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Dans ce but, le procédé, objet de l'invention, est caractérisé en ce que l'on fait usage, comme addition épurante, d'un mélange en proportions convenables d'un produit dé'sulfu- rant basique avec un produit hydrocarboné dégageant de l'hydro- gène et du carbone par décomposition au contact du bain métalli- que : @
Au moment où le mélange est réalisé, soit avant 1 emploi, soit au moment de l'emploi, le produit hydrocarboné doit être - soit naturellement, soit artificiellement, par exemple par échauffement - - et ceci est une des caractéristiques essen- tielles de l'invention - porté à l'état liquide ou gazeux de façon à imbiber le produit désulfurant du produit hydrocarboné.
Le mé- lange ainsi réalisé d'un corps solide et d'un produit liquide ou gazeux est beaucoup plus intime que le mélange de produits soli- des.
L'addition du mélange ainsi préparé au bain métal- lique peut, dans le procédé suivant l'invention, se faire de diffé- rentes façons : 1) soit qu'on ajoutele mélange dans le bain contenu dans un réci- pient quelconque ; 2) soit qu'on verse la fonte ou l'acier liquide dans un récipient quelconque contenant déjà le mélange ; 3) soit qu'on verse ou qu'on injecte le mélange dans le jet métal- lique liquide au cours d'un transvasement du bain d'un réci- pient dans un autre ; 4) soit qu'on verse le mélange en même temps que la fonte ou 1 acier dans un récipient quelconque.
Une autrefaçon avantageuse d'additionner le mélan- ge épurant au bain métallique consiste à injecter le dit mélange au moyen d'un gaz ou mélange gazeux quelconque, soit par une lance enfoncée dans le bain à épurer, soit par une ou des tuyères ménagées dans le revêtement du récipient contenant le bain. Le gaz ou le mélange gazeux employé est, de préférence, non oxy- dant. A cet effet, on peut avantageusement utiliser l'azote. Cette façon de procéder a l'avantage de permettre à l'opérateur de ré- partir l'addition du mélange d'une manière plus régulière sur une
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durée plus longue. D'autre part, on est ainsi certain que le mé- lange épurant traverse tout le bain métallique.
Suivant l'invention, on peut encore additionner le mélange épurant au bain métallique contenu dans un convertis- seur, en l'injectant au moyen d'un gaz ou d'un mélange gazeux quelconque à travers des tuyères du fond du convertisseur immé- diatem-ent avant l'opération de conversion. A cet effet, on injecte le produit épurant à travers les tuyères du fond par un soufflage de quelques instants, par exemple 1 ou Z minutes. On décrasse ensuite soigneusement puis on commence la conversion propre- ment dite.
Le produit désulfurant basique utilisé peut être tou- te substance basique telle que, par exemple, un carbonate ou un oxyde alcalin, un carbonate ou un oxyde alcalino-terreux, ou un laitier basique désulfurant quelconque ou encore un mélange de ces produits.
Le produit hydrocarboné peut être soit un hydro- carbure, soit une huile, goudron ou paraffine, soit toute autre - substance hydrocarbonée.
La décomposition du produit hydrocarboné au con- tact du bain métallique à haute température et le dégagement d hydrogène et de carbone qui en résulte, créent autour de chaque grain du produit désulfurant les conditions réductrices requises, et empêchent éventuellement l'oxydation du métal par le CO2 pouvant provenir de la décomposition d'un carbonate et l'effet né- faste de la silice;
Dans des conditions favorables, l'hydrogène libéré concourt en plus à la désulfuration partielle du bain métallique par formation d'hydrogène sulfuré.
Mais l'avantage le plus marquant du procédé sui- vant l'invention réside dans la réalisation, par la naturemême du mélange, du contact intime d'une part, des réactifs entre eux, @ d'autre part des réactifs avec le bain. En effet, non seulement la nature même du mélange réalise le contact intime de ses consti- tuants, mais la décomposition du produit hydrocarboné imbibant les grains du produit désulfurant provoque l'éclatement de ceux- ci, augmentant ainsi notablement les surfaces de contact entre le produit désulfurant et le bain métallique .
D'autre part, le déga- gement d'hydrogène gazeux favorise grandement les remous et
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l'agitation de la masse en réaction:
Le procédé suivant l'invention présente-encore un avantage fort intéressant dans le cas spécial où on utilise la chaux comme produit désulfurant: En effet, en imbibant la chaux au cours de son broyage, au moyen d'un produit hydrocarboné, on peut la réduire en-très fines particules sans craindre l'hydratation de celles-ci, hydratation qui a pour effet de réduire considérablement leur pouvoir réactif.
REVENDICATIONS.
1: Procédé de désulfuration de la fonte ou de l'acier à l'état liquide par addition au bain métallique d'une matièreépurante caractérisé en ce que cette matière épurante est constituée d'un mé- lange en proportion convenable d'un produit désulfurant basique avec un produit hydrocarboné dégageant de l'hydrogène et du carbone par décomposition au contact du bain métallique;
2; Procédé du genre mentionné sous 1, caractérisé en ce que, au moment où on réalisme le mélange utilisé, le produit hydrocarboné est, soit naturellement soit artificiellement, porté à l'état liquide ou gazeux de façon à imbiber le produit désulfurant du produit hydrocarboné, et réaliser ainsi un mélange intime des deux produits.
3. Procédé du genre mentionné sous 1 et 2, caracté- risé en ce que le mélange est ajouté dans le bain métallique con- tenu dans un récipient quelconque.
4. Procédé du genrementionné sous 1 et 2, caracté- risé en ce que la fonte ou l'acier à désulfurar est versé dans un récipient quelconque contenant déjà le mélange épurant; 5; Procédé du genre mentionne sous 1 et 2, caracté- risé en ce que le mélange est injecté dans le jet métallique liqui- de au cours d'un transvasement du bain d'un récipient dans un au- tre.
6. Procédé du genre mentionné sous 1 et 2, caracté- risé en ce que le mélange est versé dans un récipient quelconque en même tempsque la fonte ou l'acier.
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The present invention relates to a process for desulphurizing cast iron or steel in the liquid state by adding various substances to the metal bath to be desulphurized.
It is well known that one can only obtain sufficient desulphurization of cast iron or steel by adding purifying substances to the metal bath, on the one hand, if the substances used have a basic character or can give rise to basic ions and, on the other hand, that if the desulfurization reactions take place in a medium as little oxidizing as possible However, in industrial practice it is
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It is also necessary to ensure, throughout the duration of the reactions, a. intimate contact between the bath to be desulfurized and the purifying additions.
In other words, the purification reactions which take place at the separating surface of the phases present will be all the more complete and from another point of view, all the more rapid, the more these phases are more intimately mixed. .
Numerous methods have been proposed previously to provide for these reducing and mixing conditions. They recommend the use of special devices such as: rotary ovens, special teapot-type pockets, gas stirring. The application of these processes, which give interesting results, is often subject to local conditions. Moreover, these methods are often expensive due to the equipment they require and, moreover, they give rise to significant heat losses.
It has also been proposed to use a mixture in suitable proportions of a desulphurizer, a strong base and a reducing agent, but all the proposed constituents are naturally solid products and therefore, whatever the type. care taken to achieve their mixture prior to their use, the different particles of the mixture remain physically separated. and it is observed that the mechanical stirring of the mass in reaction retains a preponderant influence.
The use of a carbonate product as a desulfurizer certainly results in a release of gaseous CO2 which creates favorable eddies in the mass in reaction; but experience shows that the evolution of CO 2 must be avoided because it has an oxidizing action.
The object of the present invention is to remedy the aforementioned drawbacks of the prior processes, and to reveal and provide a process for desulphurizing cast iron or steel in the liquid state by adding a mixture of purifying materials whose nature and the composition are such that by themselves ,. they simultaneously make it possible to achieve the required basicity conditions, to create within the mass in reaction sufficient reducing conditions and above all to ensure not only
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not only the intimate contact of the addons and the metal bath, but also of the constituents of the additions between them:
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For this purpose, the process which is the subject of the invention is characterized in that use is made, as a purifying addition, of a mixture in suitable proportions of a basic desulfurizing product with a hydrocarbon product releasing hydrogen and carbon by decomposition in contact with the metal bath: @
At the time when mixing is carried out, either before use or at the time of use, the hydrocarbon product must be - either naturally or artificially, for example by heating - - and this is one of the essential characteristics of the product. invention - brought to the liquid or gaseous state so as to imbibe the desulfurizing product with the hydrocarbon product.
The mixture thus produced of a solid body and a liquid or gaseous product is much more intimate than the mixture of solid products.
The addition of the mixture thus prepared to the metal bath can, in the process according to the invention, be carried out in different ways: 1) either by adding the mixture to the bath contained in any container; 2) either pouring the molten iron or liquid steel into any container already containing the mixture; 3) either that the mixture is poured or injected into the liquid metal jet during the transfer of the bath from one receptacle to another; 4) or that the mixture is poured at the same time as the cast iron or the steel in any container.
Another advantageous way of adding the purifying mixture to the metal bath consists in injecting the said mixture by means of any gas or gaseous mixture, either by a lance driven into the bath to be purified, or by one or more nozzles provided in the bath. the coating of the vessel containing the bath. The gas or gaseous mixture employed is preferably non-oxidizing. For this purpose, nitrogen can advantageously be used. This procedure has the advantage of allowing the operator to distribute the addition of the mixture more evenly over a period of time.
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longer duration. On the other hand, it is thus certain that the purifying mixture passes through the entire metal bath.
According to the invention, the purifying mixture can also be added to the metal bath contained in a converter, by injecting it by means of any gas or any gas mixture through nozzles at the bottom of the immediate converter. -ent before the conversion operation. To this end, the purifying product is injected through the bottom nozzles by blowing for a few moments, for example 1 or Z minutes. It is then cleaned carefully and then the actual conversion begins.
The basic desulphurizing product used can be any basic substance such as, for example, a carbonate or an alkali metal oxide, a carbonate or an alkaline earth oxide, or any basic desulphurizing slag or a mixture of these products.
The hydrocarbon product can be either a hydrocarbon, an oil, tar or paraffin, or any other hydrocarbon substance.
The decomposition of the hydrocarbon product in contact with the metal bath at high temperature and the resulting evolution of hydrogen and carbon, create around each grain of the desulfurizing product the required reducing conditions, and possibly prevent oxidation of the metal by the CO2 which can come from the decomposition of a carbonate and the harmful effect of silica;
Under favorable conditions, the hydrogen released also contributes to the partial desulphurization of the metal bath by forming hydrogen sulphide.
But the most striking advantage of the process according to the invention lies in the achievement, by the very nature of the mixture, of intimate contact on the one hand, of the reactants with each other, and on the other hand of the reactants with the bath. Indeed, not only the very nature of the mixture brings about the intimate contact of its constituents, but the decomposition of the hydrocarbon product imbibing the grains of the desulfurizing product causes them to burst, thus notably increasing the contact surfaces between the product. desulphurizing product and the metal bath.
On the other hand, the release of gaseous hydrogen greatly favors eddies and
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agitation of the mass in reaction:
The process according to the invention also presents a very interesting advantage in the special case where lime is used as a desulphurizing product: In fact, by soaking the lime during its grinding, by means of a hydrocarbon product, it can be reduce to very fine particles without fear of hydration thereof, hydration which has the effect of considerably reducing their reactive power.
CLAIMS.
1: Process for desulphurizing cast iron or steel in the liquid state by addition to the metal bath of a purifying material characterized in that this purifying material consists of a mixture in suitable proportion of a desulphurizing product basic with a hydrocarbon product which releases hydrogen and carbon by decomposition on contact with the metal bath;
2; Process of the type mentioned under 1, characterized in that, when the mixture used is produced, the hydrocarbon product is, either naturally or artificially, brought to the liquid or gaseous state so as to imbibe the desulfurizing product with the hydrocarbon product, and thus achieve an intimate mixture of the two products.
3. Method of the kind mentioned under 1 and 2, characterized in that the mixture is added to the metal bath contained in any vessel.
4. Process of the description under 1 and 2, characterized in that the cast iron or the steel to be desulfurized is poured into any receptacle already containing the purifying mixture; 5; A method of the kind mentioned under 1 and 2, characterized in that the mixture is injected into the liquid metal jet during transfer of the bath from one container to another.
6. A method of the kind mentioned under 1 and 2, characterized in that the mixture is poured into any container at the same time as the cast iron or steel.
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