<Desc/Clms Page number 1>
Cette invention concerne un procédé pour l'affinage de la fonte en fusion et se rapporte plus particulièrement à un procédé pour l'affinage de la fonte destinée à la fabrication de l'acier.
Le procédé de fabrication de l'acier appliqué traditionnellement est un procédé indirect. Le minerai de fer est d'abord réduit pour produire de la fonte et la fonte est ensuite affinée pour produire de l'acier. Bien que ce système puisse paraître inefficace et détourné aux non-initiés l'ex- périence a montré que, du moins dans l'état actuel du développement de la technique, il est très supérieur au point de vue de la souplesse à bien d'au- tres procédés directs proposés précédemment et il produit de l'acier de fine qualité à un prix beaucoup moins élevée néanmoins, il y a possibilité d'augmenter l'efficacité et l'écono- mie. Par exemples les hauts-fourneaux modernes produisent de la fonte qui con- tient en moyenne approximativement 0,9% à 2,5% de silicium et 35 % à 4,5% de carbone.
Mais dans les fours d'affinage une extraction complète du sili- cium est généralement exigée et la grande masse de l'acier produit actuelle- ment ne contient pas plus d'environ 0,3 % de carbone. Ceci signifie que pra- tiquement la totalité du silicium et la majeure partie.du carbone doivent être extraites dans les fours d'affinage. L'opération d'affinage est évidem- ment l'une des plus coûteuses de toutes celles de la fabrication de l'acier et toute réduction du temps nécessaire à l'exécutionn de l'affinage requis donne lieu à des économies de réfractaires9 de combustible et de main-d'oeu- vre pour chaque charge et ce qui est même plus important,elle permet la production de plus grandes quantités d'acier dans chaque four pendant une période de temps déterminée.
Ceci permet d'augmenter la-production d'acier sans devoir augmenter également les pour les fours d'affinage.
Dans ces derniers.temps de grands progrès ont été faits dans cet ordre d'idées. L'un des plus importants consistait à employer le "métal chaud" dans le four à sole ou four Martin. Alors qu'à l'origine on coulait la fonte en gueuses et on la laissait se solidifier uniquement pour la refondre dans le four d'affinage$) on la recueille aujourd'hui dans un "mélangeur de métal chaud" qui est un récipient suffisamment grand pour contenir plusieurs char- ges de fonte en fusion. L'emploi du mélangeur permet d'obtenir de gros ton- nages de fonte d'une composition uniforme.
En chargeant la fonte en fusion (métal chaud) dans le four à sole;, on économise beaucoup de temps. Toutefois, la technique du métal chaud n'est pas applicable au four à arc parce que la haute teneur en silicium de la fonte en fusion donne lieu à la formation de scories volumineuses et que la haute teneur en carbone donne lieu à la produc- tion de grands volumes de gaz ce qui empêche un fonctionnement satisfaisant.
Par conséquent la majeure partie des aciers électriques sont produits aujuourd'hui en partant de charges froides. Toutefois, malgré l'emploi de mé- tal chaud dans le four à sole9la durée de l'affinage pour une charge de 250 tonnes est généralement d'environ 12 heures en moyenne.
Toujours, depuis la découverte du procédé d'affinage de la fonte en fusion par soufflage d'.air dans un convertisseur, des essais sporadiques ont eu lieu pour adapter ce procédé au traitement de la fonte en fusion soit pour effectuer un affinage partiel avant son chargement dans le four à sole, soit, particulièrement dans les premiers temps de l'industrie, pour produire l'a- cier dans un récipient plus simple, moins coûteux qu'un convertisseur. Dans quelques uns des procédés proposés on produisait la fonte, on la laissait se solidifier et on la refondait ensuite dans un'cubilot. On soumettait alors la fonte refondue à l'action d'un soufflage d'air en la maintenant en contact avec un combustible solide.
Dans d'autres procédés proposés on traitait di- rectement la fonte en fusion par une insufflation d'air, d'oxygène ou, dans certains cas, d'hydrogène. Dans ces procédés le gaz traitant était dirigé sur le métal de diverses manières :à la partie supérieure d'un bain dans une po-
<Desc/Clms Page number 2>
che de fonderie ; au travers d'un courant de métal dans une auge ; à la sur- face de cascades de métal tombant dans une tour. Toutefois, aucune de ces propositions n'a été adoptée comercialement dans une mesure quelque peu impor- tante, car toutes présentaient des inconvénients tels que la destruction des réfractaires et la perte de métal;, qui l'emportaient sur les avantages espé- rés.
La présente invention a pour but principal de procurer un procédé
EMI2.1
d'affinage de'la fonte enjusion qui soit exempt des inconvénients que présen- taient les procédés précédemment proposés. Plus spécialement, un but impor- tant de l'invention est de procurer un'procédé destiné à réduire les teneurs en silicium'et carbone de la fonte en fusion par l'action de l'oxygène.
Un autre but est de,procurer un procédé pour affiner la fonte en fusion qui puisse être incorporé dans les opérations de la fabrication con- ventionnelle de l'acier.
Un autre but encore est de procurer une fonte affinée en fusion propre à être chargée dans une four d'affinage de n'importe quel type, tel
EMI2.2
ciielunfour à sole ou le four à arc, à l'état de fusion.
La présente invention procure un procédé pour l'affinage de la fonte en fusion dans lequel on subdivise une certaine quantité de fonte en fu- sion en gouttelettes séparées, on soumet ces gouttelettes à un courant de gaz
EMI2.3
oxydant et on recueille les gouttelettes âjnjliF1'tr:ai téès..- :etl qui;lèsil:md:araoj;ér:i:- e6uen 0-r44';ci& |3ermeèt;auHgo1à.tèèle4teBn4eepmbër-libitamenTiirsuivânt -an payeurs o.ntica, ^:l.l.ng3dfa.u BmessQBtoexpQseeaGàposdurant de gaz oxydants cir- culant dans le même sens ou en sens opposé.
Dans les dessins annexes
Figure 1 est une coupe verticale d'un appareil approprié destiné à être employé dans la réalisation pratique de l'invention.
Figure 2 est un schéma du processus d'affinage suivant l'invention, et
Figure 3 est un schéma semblable à la figure 2, montrant un autre mode d'exécution du procédé suivant l'invention.
L'exposition d'une grande surface de chaque gouttelette par rapport à sa masse permet une réaction rapide avec le gaz oxydant et une élimination très rapide du silicium de la fonte ainsi qu'une décarburation partielle.
Un contact prolongé entre la fonte et 1'-oxygène donne lieu à une décarburation notable. Les trajets parcourus par les gouttelettes tombant et les gaz oxy- dants peuvent.être concourants mais sont de préférence en contre-courants.
Bien qu'il existe un certain nombre de manières de disperser ou de désagréger la fonte en fusion à traiter, notamment en l'éjectant par une tuyère rotative, en dirigeant un courant contre un tambour rotatif, ou en projetant des courants de gaz à grande vitesse contre un courant de fonte, la manière la plus commode, la plus efficace et la plus économique d'obtenir ce résultat consiste à faire passer la fonte à travers une plaque perforée montée au sommet d'une tour-ressemblant beaucoup à une tour à grenaillement.
Pour mieux faire comprendre l'invention et le,fonctionnement d'un appareil simple permettant de la mettre en pratique dans les meilleures- conditions, on se référera à la figure 1 du dessin.
Comme c'est représenté, une tour 10 pourvue d'une garniture réfrac- taire 12 est ouverte aux deux extrémités. Une série de chicanes 14 peuvent être prévues sur les parois de la tour. A l'extrémité supérieure de la tour 10 repose un creuset 16 possédant une plaque inférieure perforée, amovible 18, de préférence en graphite du en oxyde d'aluminium. A proximité du fond de la tour se trouvent une série de tuyères 20 pour l'admission d'oxygène et en dessous de l'extrémité inférieure .ouverte est placée une poche réceptrice 22
<Desc/Clms Page number 3>
pour recueillir la fonte traitée. En vue d'empêcher 1'* échappement des fumées et du métal un organe d'étanchéitê' 23 est disposé entre la poche 22 et la tour 10.
Une sortie 24 pour l'échappement des gaz, fumées et vapeurs est ménagée à proximité du sommet de la tour 10
Dans la mise en pratique de l'invention,utilisant l'appareil qui vient d'être décrit, la fonte en fusion à traiter est déversée d'une poche de coulée 26 dans le creuset 6 d'ou elle passe à travers la plaque perforée 18 qui contribue à la formation de gouttelettes distinctes.Les goutteelet- tes tombent librement dans la tour 10, L'oxygène est admis par les tuyères 20 et circule parallèlement mais en contre-courant par rapport aux parcours suivis par les gouttelettes tombantes.Lorsqu'il est fait usage de chicanes, quelques-unes des gouttelettes peuvent tomber sur celles-ci et rebondir. Le métal traité est recueilli dans la poche réceptrice 22 et les gaz, fumées et vapeurs qui s'échappent sont évacués par la sortie 24.
Un avantage important du procédé suivant l'invention, conduit de la manière décrite,est la facilité avec laquelle il peut être appliqué à la fabrication conventionnelle de l'acier. Les figures 2 et 3 montrent ce mode d'application.
Par exemple,- le métal à traiter provient d'un mélangeur de métal chaud 28 de type conventionnel et est envoyé dans une tour 10 où il est sou- mis à l'action d'un gaz oxydant arrivant en 20. Le métal traité et! la scorie sont déchargés dans une poche 22 et le métal chaud 30 séparé de la scorie 32 peut être envoyé directement dans un foud'àffinage tel qu'un four à arc 34 (figure 2) ou dans un four à sole ou four Martin 36 (figure 3). Les gaz, fumées et vapeurs d'échappement sont traités dans un appareil approprié 38 qui sera décrit ci-après plus en détail pour l'enlèvement des fumées 40 et la récupération du fer 42.
Le gaz qui, dans les conditions de fonctionnement les plus favorables, possède un pouvoir'calorifique élevé, peut être utili- sé si on le désire.
Un certain nombre d'essais réels pour le traitement de grandes quantités de fonte ont démontré non seulement que le procédé est efficace, rapide et économique, mais encore qu'il existe plusieurs variables. Une va- riable,par exempleest la grosseur des gouttelettes.Elle est influencée dans une certaine mesure par les dimensions des perforations de la plaque 18. Les gouttelettes ne doivent pas être assez petites pour pouvoir être entraînées vers le haut et au-dehors de la tour par le vent soufflée mais généralement l'élimination du silicium et du carbone est d'autant plus rapide et la réaction désirée est d'autant plus complète, sur une hauteur de chute donnée, que les gouttelettes sont plus petites. Dans certains essais, des trous de 1,6 mm de diamètre ont été utilisés avec succès dans une tour de 6,7 mètres-de haut.
D'autre part, dans la même tour, la décarburation n'était pas obtenue pour un trou de 22 mm de diamètre dans la plaque perforéetan- dis que lorsqu'on embbyait trois trous de 12,7 mm de diamètre, on obtenait un affinage partiel. Généralement il y a une certaine corrélation entre les dimensions des gouttelettes et la hauteur de la tour. Ainsi pour obtenir avec de grosses gouttelettes le même affinage qu'avec de petites gouttelettes, il faut une tour de plus grande hauteur, toutes autres conditions étant éga- les. On peut modifier la hauteur effective de la tour en introduisant ou en enlevant des chicanes ou en élévant ou abaissant les tuyères.
Une autre variable est la pureté de l'oxygène. Ces essais ont mon- tré que. dans le procédé suivant l'invention l'affinage de la fonte en fusion peut être obtenu au moyen de gaz oxydants comprenant l'air, l'air enrichi d'oxygène et l'oxygène pur. Ainsi qu'on l'expliquera ci-après, lorsqu'on em- ploie de l'oxygène la pureté de celui-ci peut être utilisée comme un facteur régulateur dans le procédé. Evidemment, le volume total des gaz devant être employés est d'autant plus grand que la pureté de l'oxygène es-t-plus faible.
<Desc/Clms Page number 4>
Bien que, comme il vient d'être dit, on puisse employer dans le procédé suivant l'invention de l'air ou de l'air enrichi d'oxygène aussi bien que de l'oxygène pur comme gaz oxydant, on a trouvé qu'il était généralement désirable pour obtenir la plus grande efficacité du procédé, d'utiliser de l'oxygène d'un degré de pureté de 95% au moinso L'emploi de gaz pur non seu- lement limite le volume de gaz à utiliser, mais assure aussi une meilleure conservation de la chaleur du fait que de grands volumes de gaz inertes ne doivent pas être chauffés.
En outre, on obtient une réaction plus rapide par l'emploi d'oxygène pur, et par conséquent on peut employer une tour moins élevée.D'autre part, comme il a déjà été indiqué, dans des conditions idé- ales de fonctionnement,les gaz d'échappement produits au cours de l'opéra- tion présentent un pouvoir calorifique élevé et l'emploi d'oxygène pur comme gaz oxydant rehausse la qualité des gaz d'échappement comme gaz combustibles.
Le rapport de l'oxygène au métal en fusion de la charge est d'une importance extrême pour le succès de l'opération dans le procédé suivant l'invention, aussi bien au point de vue technique qu'au point de vue écono- mique. Si les dimensions des gouttelettes et la hauteur de la tour sont con- venablement choisies, l'emploi de'1 oxygène est pour ainsi dire complètement basé sur l'oxydation du silicium, du manganèse, du carbone et quelque peu du fer, c'est-à-dire qu'à peu près la totalité de l'oxygène est consommée pour l'oxydation de ces éléments. La quantité d'oxygène doit dépasser légè- rement la quantité stoechiométrique nécessaire¯pour l'oxydation du silicium, du manganèse et du carbone le carbone étant oxydé en oxyde de carbone (CO)
Pour que les réactions désirées aient lieu il est nécessaire qu'une certai- ne quantité de fer soit oxydée en vertu de la loi de l'action des masses, mais le rapport de l'oxygène au fer ne doit pas dépasser notablement la quan- tité stoechiométrique pour les autres éléments car des quantités de fer trop grandes du point de vue économique seraient oxydées et de l'oxygène serait perdu.
La température du métal à traiter doit être assez élevée pour qu'il ne se solidifie pas dans le creuset, mais il n'est pas nécessaire de le sur- chauffer fortement. Le métal tiré directement d'un mélangeur de métal chaud se trouve à une température convenable. Les réactions qui ont lieu dans la tour son exothermiques, et dans des conditions de fonctionnement appropriées, le métal arrivant dans la poche réceptrice se trouve à une température plus élevée que le métal non traité. Comme il sera expliqué ci-après, ceci a une grande importances L'expulsion du silicium et du carbone a été réalisée avec succès à des températures initiales du métal aussi basses que 130 C environ et aussi élevées que 1700 C mars, ainsi qu'il a été dit ci-dessus, il n'est pas nécessaire de chauffer le métal à cette haute température.
Comme il a été dit précédemment, un certain nombre d'essais du procédé suivant l'invention ont été effectués sur une grande échelle. Dans l'une de ces séries d'essais, on a employé une tour de 6,70 m de haut et de 40,6 cm de diamètre intérieur. La tour était garnie de briques réfractaires de la qualité pour cubilot, et le creuset ainsi que la poche réceptrice étaient garnis de cimet magnésien. Dans les cinq premiers essais consignés dans.le tableau ci-après trois tuyères de 6,4 mm refroidies par circula- tion d'eau et dirigées sous un angle de 15 degrés vers le haut étaient emplo- yées. Dans l'avant dernier essai du tableau, il était fait-usage de quatre tuyères de 12,5 mm de diamètre, disposées perpendiculairement à l'axe de la tour.
Dans le dernier essai consigné dans le tableau, un mélange.de gaz con- tenant 43 % d'oxygène et 57 % d'azote était admis par quatre tuyères de 76 mm de diamètre.
Pour effectuer chaque essai, la tour, le creuset et la poche ré- ceptrice étaient chauffés préalablement à des températures de la gamme de 650 C à 950 C, sauf pour le premier, ainsi qu'il sera expliqué ultérieurement.
<Desc/Clms Page number 5>
L'insufflation d'oxygène est mise en action juste avant de charger de fonte en fusion le creuset. Des échantillons de fonte ont été prélevés pour l'ana- lyse dans le creuset, en plusieurs endroits différents, de la tour, et dans la poche réceptrice.Les résultats de ces analyses et d'autres indications sont consignés dans le tableau. Dans chaque cas, l'échantillon 1 est de la fonte non traitée, l'échantillon 5 est de la fonte traitée, et les échan- tillons 2, 3 et 4 proviennent chacun d'un point présélectionné différent de la tour.
Dans chacun des essais consignés sauf le dernier, on a employé de l'oxygène pur comme gaz traitant
EMI5.1
<tb> Essai <SEP> Charge <SEP> de <SEP> métal <SEP> Courant <SEP> d'oxygène <SEP> Durée <SEP> minu-
<tb>
EMI5.2
it0 kilogrammes m3Au tes
EMI5.3
<tb> 1 <SEP> 136 <SEP> 255 <SEP> 1.90
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 227 <SEP> 340 <SEP> 1,00a
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 136 <SEP> 340 <SEP> 2,50
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 136 <SEP> 340 <SEP> 2900
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 136 <SEP> 340 <SEP> 2,25
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> 454 <SEP> 566 <SEP> 2,90
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> 454 <SEP> 566 <SEP> 2,90
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Essai <SEP> % <SEP> de <SEP> silicium <SEP> % <SEP> de <SEP> carbone
<tb>
EMI5.4
NO Echantillon n Echantillon n 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 1903 Oe99 0,98 # 0,
33 4916 4909 4900 3970 3949 2 oe9l 0991 0,72 # 0,03 3,77 3960 3,60 -- 2990 3 0,98 # -- 0,53 0,04 3e88 # # 3980 2908 4 1931 # 0,11 oe0o 0,00 3994 -- # 3500 1,50 5 1996 1981 -- # 0,026 4eOl 3978 2998 # 2949 6 1919 # #- # # 0,05 4920 # # # le4l 7 1,0 # -- # OY03 4,12 # # # 2,40
L'examen des données consignées dans le tableau montre que le procédé suivant l'invention est rapide et efficace. L'élimination pratique- ment complète du silicium de 454 kg de fonte en fusion et une notable réduc- tion de sa teneur en carbone ont été obtenues en moins de trois minutes dans les deux derniers essais.
De la comparaison des indications données, il ressort d'une manière évidente qu'une désiliconisation notable doit se produire avant qu'une décarburation sensible soit atteinte.En outre de ces
EMI5.5
données, on fe.remarquer que le manganèse aussi est presque complètement éliminé par le procédé suivant l'inventiono
Dans le premier essai consigné dans le tableau, la tour n'était préalablement chauffée qu'à 350 Co Dans les autres essais où un traitement plus effectif était réalisé, la tour était préalablement chauffée à des
EMI5.6
températures de 650 C à 9500C, ce qui indique que le préchauffage de la tour est important pour obtenir un résultat favorable et que la tour doit généra- lement se trouver à une température d'au moins 650 C environ avant qu'on ' ne verse le,métal.
Jusqu'au point où la garniture pourrait être détériorée, . l'élimination du silicium et du carbone est d'autant plus effective avec une moindre oxydation du fer que la tour est plus chaude avant la coulée ou mieux, que la température de la tour est plus élevée. Evidemment, si le pro- cédé suivant l'invention est exécuté d'une façon continue, la tour restera chauffée.
Dans chacun des essais consignés la plaque perforée était pourvue
EMI5.7
de 50 trous de 3s2 mm de diamètre à l'origine sauf dans le sixième essai, auquel cas une plaque possédant neuf trous de 6,4 mm de diamètre était emplo-
<Desc/Clms Page number 6>
yée et dans le dernier essai où une plaque de 12 trous de 6,4 mm de diamè- tre était employée. Au cours du second essai les trous s'étaient élargis jusqu'à 12,7 mm environ ; néanmoins une désiliconisation presque complète a été obtenue
Dans les cinquième et sixième essais indiqués dans le tableau, la température du métal traité dépassait de 100 c au moins celle de la fonte non traitéeo
Dans certaines circonstances, il peut être désirble d'employer un fondant pour la scorie extrêmement silicieuse qui se forme pendant l'opéra- tion.
Ceci peut être effectué simplement en ajoutant le fondant dans la poche réceptrice ou en l'ajoutant dans la tour par entraînement dans le cou- rant d'oxygène. Dans les deux dernières charges du tableau ci-dessus, on avait employé un fondant qui avait été ajouté dans la poche. Dans les deux cas on avait employé de la castine (à peu près 13,5 kg) et dans le sixième essai on avait ajouté environ 0,227 kg de fluorine ou spath-fluor.
Dans tous les essais, un bouillonnement considérable a été obser- vé dans la poche,ce qui indiquait qu'une réaction continuait à s'y effec- tuer, probablement entre le métal et l'oxyde de fer contenu dans la scorie.
Outre qu'elle produit la décarburation du métal cette réaction à l'intérieur de la poche favorise la récupération d'une partie du fer précédemment oxydé et augmente par conséquent l'économie totale de l'opération. L'emploi d'un fondant tend à accélérer cette réaction dans la poche. Généralement, le fon- dant employé sera alcaline De préférence, on emploie la chaux, la pierre calcaire, la dolomite et d'autres matières calcaires.
Pendant l'exécution du procédé, des volumes considérables de fumées se produisento On peut traiter ces fumées en les faisant passer dans n'impor- te quel appareil de traitement des fumées tels que les scrubbers, épurateurs, précipitateurs, etc.
Pour retirer le maximum d'avantages du procédé suivant l'invention dans la fabrication de l'acier et pour réaliser la plus grande économie de chaleur, le procédé doit être conduit de manière à produire le métal traité à une température sensiblement plus élevée que celle de la fonte de gueuse en fusion venant du mélangeur. De préférence, le métal traité doit se trou- ver à une température de 1550 C à l650 Co Bien que des températures plus élevées puissent être atteintes, elles ne sont ordinairement pas désirables parce qu'elles peuvent donner lieu à la détérioration des réfractaires. La température du métal traité peut être réglée par l'introduction de chaux ou d'oxyde de fer dans le courant d'oxygène pour abaisser la température, ou par le degré de dilution de l'oxygène par l'azote.
Ainsi, si l'emploi d'oxy- gène pur donnait lieu à la production de métal à une température tellement élevée qu'elle deviendrait défavorable, l'oxygène pourrait être dilué par de l'azote ou des gaz d'échappement de la tour recyclés. Dans le cas opposé, si l'emploi d'air seul, sous une série de conditions déterminées, ne donne pas lieu à laaproduction de métal à une température suffisamment élevée, l'air devra être enrichi au moyen d'oxygène.
La conservation de la chaleur-a une grande importance dans le pro- cédé suivant l'invention, particulièrement du point de vue du fabricant d'a- cier. Il n'y a que deux sources de chaleur dans le procédé, la chaleur con- tenue dans la fonte en fusion et la chaleur de réactiono Toutefois, il exis- te plusieurs endroits où des pertes de chaleur ont lieu : la tour, la poche réceptrice, et les gaz d'échappement. Pour obtenir une meilleure conserva- tion de la chaleur, le rapport de la masse de métal en fusion à la masse de la tour et de la poche doit être élevé.
Par exemple, des calculs ont montré que dans une tour de 4096 cm de diamètre capable de produire six tonnes par heure, la perte de chaleur à la tour et la poche est d'environ 25 % de la
<Desc/Clms Page number 7>
quantité totale de chaleur fournie;,tandis que dans une tour de 182 cm de diamètre capable de produire 100 tonnes par heure,la perte de chaleur dans la tour et la poche est de l'ordre de 4,5 % Dans la plus petite tour, envi- ron 70 % de la quantité totale de chaleur admise sont retenus dans le métal et la scorie ; dans la plus grande tour, 80 % environ de la quantité totale de chaleur fournie sont retenus dans le métal de la scorie.La perte de chaleur restante est attribuée aux gaz de carneaux.
Ces calculs montrent que dans la tour de grandes dimensions,l'oxygène peut être dilué dans une plus grande mesure que dans@la toude petites dimensions pour obtenir la tempéra- ture désirée du métal.
Un bilan thermique typique pour une tour de 40,6 cm de diamètre et 6,70 m de hauteur fonctionnant à l'oxygène pur, pour une température nor- male des locaux (21 C) s'établit comme suit :
Actif, .calorifique
EMI7.1
<tb> Chaleur <SEP> de <SEP> réaction <SEP> Chaleur <SEP> de <SEP> formation
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> d'oxydation <SEP> kg.cal/kg.
<SEP> chargé
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3,5 <SEP> carbone.' <SEP> 60,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1,1 <SEP> silicium <SEP> 808
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3,0 <SEP> fer <SEP> 3496
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,7 <SEP> manganèse <SEP> 11,9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Chaleur <SEP> totale <SEP> de <SEP> réaction <SEP> 188,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> chaleur <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> à <SEP> 1300 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Apport <SEP> total <SEP> de <SEP> chaleur <SEP> 285
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 47391
<tb>
Passif calorifique
EMI7.2
<tb> Chaleur <SEP> de <SEP> formation
<tb>
<tb>
<tb> kg.
<SEP> cal.kg/chargé
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Métal <SEP> à <SEP> 1550 C <SEP> 3025
<tb>
<tb>
<tb> scorie <SEP> 38,9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> poche <SEP> 50,5
<tb>
<tb>
<tb> tour <SEP> 51,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> gaz <SEP> 2898
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sortie <SEP> totale <SEP> de <SEP> chaleur <SEP> 471,8
<tb>
Pendant les essais du procédé suivant 1 ' invention des échantil- lons de gaz ainsi que des échantillons de métal ont été prélevés en un certain nombre de points dans la tour.les échantillons prélevés à environ 1/3 de la hauteur de la tour ont montré que lorsque l'oxygène était amené à la base de la tour,
il était consommé très rapidementdu fait qu'il était converti en oxyde decarbone on en anhydride carbonique ou à la fois en oxyde et anhydride de carbonée Des échantillons de métal prélevés en ce point et dans la poche réceptrice ont montré que la désiliconieation y était prati- quement complète.
Ces découvertes ont mené à la conviction qu'une certaine élimina- tion de silicium peut être effectuée par réaction avec l'anhydride carboni- que plutôt qu'avec l'oxygène. On peut admettre que les réactions qui se pro- duisent dans la tour soient représentées par les équations suivantes s
<Desc/Clms Page number 8>
Si + 02 = Si02
2 C 02 = 2 00 2 CO +O2 = 2 C02
EMI8.1
Si + 2 C02 - Si02 + 2 CO Mn + C02 = n0 + CO 2 Fe + 02 = 2 FeO FeO + C = Fe + CO
EMI8.2
2 FeO + Si e ;--"SZQ2
2 Mn + 02 =2 Mno
Que ces équations représentent ou non les réactions qui se produisent, le fait est que le procédé suivant l'invention élimine effectivement
EMI8.3
le silidium etTIe'0b0Rê de la fonte en fusion.
Il est aussi possible et, dans certains cas, il peut être désirable d'éliminer le phosphore et le soufre du métal en cours de traitement par l'introduction de réactifs appro- priés ; par exemple, par l'introduction d'une quantité suffisante de fondant basique, tel que la chaux, de préférence par entraînement dans le courant de gaz.
EMI8.4
On peut parfaitement conduirell>3procédé de l'invention de façon à produire de l'acier dans la tour sans devoir procéder à un affinage sup- plémentaire. Toutefois, il convient particulièrement bien à l11 incorporation dans le procédé traditionnel de fabrication de l'acier par voie indirecte, employé presque universellement parce qu'il produit une fonte en fusion à haute température débarrassée de silicium et à teneur relativement faible
EMI8.5
en carbone.
Ce métal chaud e;s1:::propre non seulement à être chargé dans un four à sole ou four Martin, mais, en raison de sa faible teneur en carbone, il ' convient aussi admirablement à l'affinage au four électrique à l'arc sans qu'on soit exposé aux inconvénients rencontrés dans les tentatives d'affinage de la fonte en fusion provenant du haut fourneau ou du mélangeur de métal chaud. Là 'se trouve probablement le plus grand avantage pratique du procé'dé--, car il permet la production de l'acier de qualité reconnue excellente élabp- ré au four électrique à arc, à un prix de revient considérablement inférieur
EMI8.6
au prix actuel.
L t emp10i du métal chaud produit suivant l'invention réduit la période d'affinage dans le four à sole à 70 % ou moins de la durée normale.
EMI8.7
L'utilisation de la tour dans le procédé suivant llînvention donne lieu à de nombreux avantages en comparaison des procédés et appareils propo- sés antérieurement pour l'affinage de la fonte en fusion. Par exemple, la tour permet un fonctionnement continu, la fonte en fusion étant amenée conti- nuellement à la tour et le métal traité étant déchargé de façon continue.
Un autre avantage remarquable est l'absence d'un contact prolongé du métal en fusion avec les réfractaires, contrairement à ce qui se passe lorsque le mé- tal à traiter est maintenu dans un récipient tel que le convertisseur conven- tionnel.Un autre avantage est la facilité du contrôle des fumées et de leur traitement en vue de la récupération du fer imputable à l'emploi d'une tour.
Le'coût relativement peu élevé de la tour et de l'équipement associé est éga- lement un facteur important pour le producteur d'acier.
REVENDICATIONS.
EMI8.8
1.- Procédé pour l'affinage de la f onte en .fusion dans lequel une
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.