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La présente invention se rapporte à l'affinage de fonte phosphoreuse fondue en acier, au moyen d'oxygène, dans un four tournant, par exemple selon le brevet suédois n 137 382 de telle façon qu'il n'y ait qu'une très faible perte de fer dans la scorie, et à ce quton ait un très haut rendement de métal, en même temps que la possibilité, particulièrement, lorsque la teneur en phosphore de la fon- te est élevée, d'extraire le phosphore sous la forme d'une scorie au phosphate de chaux de valeur commerciale notable.
Lorsqu'on affine une fonte dans un four tour- nant avec de l'oxygène envoyé dans le four à travers une ou plusieurs tuyères qui se terminent dans le bain ou au- dessus du bain, par exemple selon le brevet suédois préci- té, il s'est révélé possible de faire en sorte que les réactions entre le bain de métal et le bain de scories approchent relativement vite de l'équilibre, particuliè- rement avec une grande vitesse de rotation du four, ce qui permet d'obtenir une teneur en fer particulièrement faible . dans les scories, tant que la teneur du bain en carbone est supérieure à une certaine limite. En même temps, on a trouvé possible, contrairement au mode opératoire du pro' cédé Thomas, d'oxyder la majeure partie du phosphore de la fonte lorsque la teneur en carbone est encore grande.
Par suite des circonstances spéciales qui se rencontrent dans ce procédé, le soufre contenu dans la fonte passe effectivement dans les scories très tôt puis revient ensui te dans le fer lorsque la teneur en carbone diminue et que la teneur des scories en FeO augmente, vers la fin de l'opération.
'On a découvert la possibilité de régler le mode opératoire, dans le four tournant, de telle façor
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'qu'il se forme une scorie pauvre en fer et contenant la ma- jeure partie du phosphore et du soufre contenus dans le bain, à un certain stade de l'oxydation, et dans un état si fluide qu'on peut la faire couler du four sans difficul- té, ensuite on termine le soufflage après avoir ajouté les quantités nécessaires de minerai, de chaux, de ferrail- les etc...
Cette élimination des scories, qui doit être effectuée lorsque la teneur en carbone a une valeur appro- priée, est facilitée quand on applique le procédé dans un four tournant, du fait que le soufflage peut être interrom- pu sans difficulté à une teneur en carbone désirée quel- conque, contrairement aux possibilités d'autres procédés d'oxydation par l'air en four basique.
Les scories formées dans la période finale de soufflage possèdent généralement une teneur en fer considé- rablement plus forte, mais par suite de la quantité rela- tivement peu importante de scories, la parte totale en fer est nettement moins grande que si le soufflage est effec- tué sans élimination des scories. Comme les scories fina- les, en outre du fer, ont une forte teneur en CaO et en même temps une teneur relativement faible en soufre et en phosphore, elles ont une valeur importante comme matières premières soit dans la production de la fonte, soit, au lieu de minerai, dans la production de l'acier.
La façon la plus correcte d'utiliser ces scories s'est révélée comme étant de les conserver dans le four quand on coule l'acier et de les utiliser pendant le premier stade du soufflage suivant, leur contenu en fer étant alors, dans une large mesure, réduit à nouveau et entrant dans le bain métallique et la haute teneur en chaux implique une diminution de la castine nécessaire. On peut également procéder de.telle façon que les scories soient d'abord
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coulées du four lors du soutirage de l'acier ou avant, après quoi les scories, à ltétat fondu ou solide, sont ren- voyàes au four pour une opération ultérieure.
Si les sco- ries sont retenues dans le four quand on coule l'acier, on a trouvé avantageux, dans certains cas de ne pas soutirer l'acier complètement mais de conserver aussi une partie de l'acier dans le four, de préférence 5 à 25 % du poids du métal. Il sera alors plus facile d'empêcher effectivement les scories de se mélanger à l'acier dans la poche de cou- lée lors du soutirage.
A la première coulée des scories, la teneur en carbone de l'acier ne doit pas dépasser environ 0,5 %. Il peut être avantageux de l'effectuer également une ou même plusieurs fois entre les premières scories et les scories finales, afin de réduire ainsi, entre autres, la perte en fer. Ces scories intermédiaires peuvent aussi être utili- sées avantageusement dans la première période de soufflage d'une opération suivante.
Les avantages du procédé deviennent particuliè- rement visibles dans l'affinage de la fonte phosphoreuse, ayant une teneur en phosphore de 0,5 % environ, ou davan- tage, et on peut obtenir des résultats excellents avec de la fonte ordinaire Thomas d'une teneur en phosphore de 1,5 à 2,5%. On a illustré, dans ce qui suit immédiate- ment, le procédé d'affinage de la fonte de cette qualité.
Lorsqu'on calcule les pertes de fer dans les scories, il faut, en outre de la teneur en fer des scories, considérer aussi la quantité de scories, ladite quantité étant déterminée en premier lieu par la composition de la fonte. Dans un four basique et avec de la chaux pour la formation de scories, il faut théoriquement 5,0 kgs de scories par kilog.de phosphore, pour former la composition
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(PO4)2Ca et 6,15 kgs pour former la composition Si03Ca,CaO. En réalité la quantité de scories sera encore plus grande par suite d'un excès de chaux, de l'attaque du revêtement du four, de la gangue du minerai ajouté et des oxydes de fer et de manganèse.
Ainsi, par exemple, 240 kg de scories par tonne de fonte est une quantité normale quand on utilise une fonte phosphoreuse ordinaire pour procédé Thomas à 2,0 % de phosphore et 0,4 % de silicium, et, comme dans le procédé Thomas, la teneur en fer des scories est d'environ 12-15 %, la perte en fer par les 'scories, pour environ 0,05 % de phosphore dans l'acier obtenu, s'élèvera dans ce cas à environ 30 à 35 kgs par tonne de fonte. Dans la fabrication d'acier de teneur en phosphore plus petite, la teneur en fer des scories sera encore plus grande.
On sait que cette perte en fer peut être dimi- nuée en interrompant le vent dans le procédé Thomas à une teneur en phosphore plus élevée (0,07 à 0,20 % de P) et en éliminant la majeure partie (70 à 90 %) des scories qui, avec cette haute teneur en phosphore contiennent seulement 5 à 10 % de fer, et en finissant ensuite le soufflage aved les scories restant dans le four. Dans ce cas également, les scories finales auront une haute teneur en fer, mais la perte totale en fer sera moindre à cause de la quantité plus petite des scories finales.
Mais, dans le procédé Thomas un tel soutirage des scories ne peut être effectué qu'à une faible teneur en carbone, (inférieure à 0,05 % de C) étant donné que les scories ne fondent pas jusqu'à ce que le carbone soit presque complètement brûlé, et à une température' qui est au moins aussi élevée que la tempéra- ture de coulée, c'est-à-dire entre 1600 et 1650 C.
Nais on a trouvé que dans l'affinage de la fonte très phosphoreuse, au moyen d'oxygène dans un four tour- nant, la majeure partie du phosphore peut passer dans les
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scories mê:ne à une teneur relativement élevée en carbone, (1 à 2 %) avec formation d'une scorie très fluide, riche en phosphore et ne contenant que 3 à 4 % de fer, et ceci même % une température plus basse, c'est-à-dire à environ 1500 à 1600 C. Il s'est révélé possibleen outre d'abais- ser la teneur des scories en fer dans le four tournant, mais les scories deviennent alors trop visqueuses, et, par suite, difficiles à couler.
La teneur en fer des scories et par suite leur fluidité, sont affectées par la vitesse de rotation du four et le mode d'alimentation en oxygène. Une vitesse de rota-. tion plus grande du four implique une teneur en fer moindre dans les scories. De même, la teneur en fer deviendra moindre si ltoxygène est insufflé dans le bain. Dans cha- que cas ces facteurs doivent être réglés de telle façon qu'on obtienne la teneur en fer et la température qui sont nécessaires pour permettre la coulée des scories.
Du fait que les scories, dans ce cas, sont élimi- nées à une teneur en carbone relativement grande, il ne se présente aucune difficulté pour obtenir une température satisfaisante de coulée après avoir retiré les scories, et,,,¯ à ce point de vue, la coulée des scories peut être effec- tué à une température plus basse que dans le procédé Tho- mas. On dispose également de chaleur en excès pour la fu- @ sion de chaux supplémentaire ou dtautres constituants des scories, ou de ferrailles, de sorte que le soufflage final ne doit pas nécessairement avoir lieu simplement avec les scories résiduelles riches en phosphore,ou avec des sco- ries fondues séparément, ce qui a été proposé pour le pro. cédé Thomas.
En se guidant dtaprès ce qui a été exposé ci-dessus, le procédé steffectue de préférence de la façon suivante :
Avant le soufflage ou au commencement de cette
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action le four tournant est chargé non seulement de fonte mais aussi de chaux en quantité nécessaire pour la réduc- tion en scories de tout le silicium et de la plus grande partie du phosphore qui se trouvent dans la fonte. Pen- dant la rotation du four, on introduit de l'oxygène,'et alors la production considérable de chaleur obtenue par oxydation des éléments alliés au fer est plus que suffi- sante pour la fusion des éléments formant les scories et élever la température de la masse métal-scorie entre 1550 - 1600 . On peut utiliser la chaleur en excès pour la fusion de ferrailleou de minerai.
Selon ce qui précè- de, la teneur en fer des scories à cette température @ s'établit de telle façon que la fluidité des scories sera suffisante pour la coulée. Une condition est que l'équi- libre chimique entre le bain de scories et le bain de métal, dans ce cas, ne demande pas une teneur des scories en fer plus grande que la teneur minimum nécessaire pour qu'elles soient suffisamment fluides. Cette condition est remplie si l'acier contient plus de 0,1 % de phosphore ou plus de 0,20 % de carbone.
En pratique, toutefois, il s'est révélé avanta- geux, quand on utilise de la fonte phosphoreuse pour pro- cédé Thomas avec une teneur en phosphore de 2 %, d'effec- tuer une première coulée de scories à une teneur en phos- phore quelque peu plus élevée dans l'acier mais inférieure cependant à environ 0,5 %.
Il est avantageux, et on n'y aura d'ailleurs aucune difficulté, de maintenir la teneur en carbone au-des- sus de 0,5 %. On a alors des conditions très favorables pour obtenir de premières scories, pauvres en fer et riches en phosphore, convenant particulièrement bien comme en- grais. La teneur du fer en phosphore peut être diminuée sans difficulté au-dessous de 0,3 % avec une teneur en
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carbone dépassant 1,0% dans ce procédé de soufflage. En même temps on peut obtenir un affinage en ce qui concerne le soufre, allant jusqu'à 80 %.
A titre d'exemples on peut citer les valeurs suivantes obtenues pour les scories et pour l'acier au moment de la coulée des scories.: Analyse de la fonte :
C = 3,35 Si = 0,19 Mn = 0,46 P = 1,60 S = 0,060% Addition avant ltaffinage : minerai fritté 5 %, chaux 9,4 % de la fonte.
Analyse de l'acier après l'affinage : C 1,44 P = 0,22
S = 0,015 %.
Analyse des scories après l'affinage: Fetot= 3,4%
P2O5 =21,3 % Température de l'acier 1570 C.
Deux exemples encore sont illustrés dans le des- sin ci-joint, comprenant les figures 1 et 2 et représen- tant des schémas de soufflage de deux opérations. Les diagrammes montrent les pourcentages de carbone (C) et de phosphore (P) dans le bain métallique et les pourcentages de P205 et de Fe dans les scories. L'échelle pour les pourcentages de carbone (C) et de phosphore (P) est indi- quée à l'extrême gauche, et ltéchelle pour le fer (Fe) et P2O5 à l'extrême droite dans le diagramme. Ce diagramme indique également par une courbe, (Temp.) la température de l'acier au cours du soufflage qui, naturellement, est exprimé en m3 d'O2 par tonne de fonte et représente ltaxe des abscisses dans le diagramme. Les lignes verticales ta et st représentent respectivement les coulées de scories''' et d'acier.
Le soufflage selon la figure 1 montre ainsi comment une fonte comportant 3,54 % de carbone et 1,83 % de phosphore pendant la première période du soufflage est transformé en un acier contenant 1,83 % ae carbone et
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0,346 % de phosphore, proportions qui, pendant la période finale du soufflage ont été réduites respectivement à 0,39' de carbone et 0,018 % de phosphore. En même temps, la te- neur en soufre, qui, dans la fonte de départ, était de 0,058 % a été abaissée à 0,016 % dans la première période et à 0,013 % dans les dernières périodes.
On voit en ou- tre, d'après le diagramme, que la température de l'acier, lors de la première coulée de scories, s'est trouvée quel- que peu, en dessous de 1600 C, température qui a été légè- rement augmentée pendant la période finale du traitement de soufflage. Les premières scories coulées contenaient en- % viron 3 % de fer et environ 22 % de P2O5 tandis que les scories finales contenaient environ 13,5 % de fer et envi- ron 10 % de P2O5.
De même, la figure 2 représente l'affinage d'une fonte contenant 3,66 j de carbone, 1,85 % de phosphore et 0,036 % de soufre, et qui, pendant la première période, a été transformé en un acier'à 1,71 % de carbone, 0,276 % de phosphore et 0,014 % de soufre, et, à la fin, en un acier à 0,14 % de carbone, 0,016 % de phosphore, et 0,009 % de soufre. A la première coulée de scories la température de l'acier était environ 1550 C, et elle a augmenté un peu vers la fin du soufflage. Les premières scories soutirées contenaient environ 3 % de fer et environ 21 % de P2O5 et les scories finales environ 14 % de fer et'environ % de P2O5.
Après l'élimination des scories, on ne fait d'ad- ditions qu'en quantité nécessaire pour se combiner au phosphore résiduel et à la silice du minerai ajouté. Ces scories auront une teneur en fer relativement grande. En conservant les scories dans le four pour l'opération sui- vante, on peut récupérer la plus grande partie de cette teneur en fer, ce qui fait que la quantité résultante de
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fer oxydé pendant l'opération est réduite, des 30 à 35 kg indiqués plus haut par tonne de fonte dans le procédé Tho- mas à 10 kg environ. En même temps sa teneur en phosphore est transférée aux scories de phosphate ce qui fait que la teneur totale en phosphore de la fonte se trouve dans les premières scories, qui ont une, composition qui convient particulièrement comme amendement.
Si la teneur en phosphore de la fonte est infé- rieure à ce qui est normal dans le procédé Thomas, l'enlè- vement des scories devrait être effectué à une teneur de l'acier en phosphore proportionnellement plus basse. On peut dire, d'une façon générale, qu'au moins les trois quarts de la teneur en phosphore devraient être oxydés avant la première coulée de scories.
Les avantages de ce nouveau procédé d'affinage doivent être tout à fait évidents d'après la description ci-dessus. La chaleur est produite en contact direct avec les scories qui sont ainsi fondues très rapidement au début du soufflage. Le phosphore est oxydé en même temps que le carbone, et n'est pas réduit à nouveau si aisément, car il peut réagir directement avec les scories fondues pour former des phosphates de calcium difficilement réduc- tibles. Ces réactions ont lieu avant que la teneur en carbone du bain de fusion ait diminué suffisamment par oxydation, pour qu'une oxydation importante de fer puisse se produire.
Le refroidissement causé par la coulée des scories et l'addition de nouvelles charges, n'est pas gênant, car la teneur résiduelle en carbone et autres élé- ments combustibles dans le bain suffit pour élever la tem- @ pérature à la température appropriée de coulée pendant le soufflage final et, dans la plupart des cas, elle est plus que suffisante, de sorte que le surplus peut être utilisé pour la fusion de ferrailles ou pour la réduction de mine-
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rai supplémentaire, ajouté à la seconde charge de castine, et pour empêcher, en même temps, la réoxydation de fer déjà réduit.
REVENDICATIONS
La présente invention a pour objet : 1 Un procédé d'affinage de la fonte phosphoreuse par de l'oxygène, pour la transformer en acier, dans un four tournant à revêtement basique, caractérisée en ce que, pendant une première période de l'opération, le raffinage est effectué juste assez pour que la teneur en carbone soit encore au moins de 0,5 %, pendant que le four tourne et que de l'oxygène gazeux est fourni de façon 'à donner une scorie fluide à faible teneur en fer, puis ces scories sont coulées entièrement ou partiellement, après quoi on ajoute de nouvelles charges et on continue le soufflage, avec éventuellement, encore une ou plusieurs coulées de scories jusqutà ce qu'on obtienne la teneur en carbone désirée.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to the refining of molten phosphorous iron of steel, by means of oxygen, in a rotary kiln, for example according to Swedish Patent No. 137,382 such that there is only a very low iron loss in the slag, and that it has a very high yield of metal, together with the possibility, particularly when the phosphorus content of the melt is high, to extract the phosphorus in the form a lime phosphate slag of significant commercial value.
When a cast iron is refined in a rotary kiln with oxygen sent to the kiln through one or more nozzles which terminate in the bath or above the bath, for example according to the Swedish patent cited above, it has been found possible to cause the reactions between the metal bath and the slag bath to approach equilibrium relatively quickly, particularly with a high speed of rotation of the furnace, which makes it possible to obtain a particularly low iron content. in slag, as long as the carbon bath content is above a certain limit. At the same time, it has been found possible, unlike the procedure of the Thomas process, to oxidize most of the phosphorus in the pig iron when the carbon content is still large.
As a result of the special circumstances which are encountered in this process, the sulfur contained in the pig iron effectively passes into the slag very early and then returns to the iron when the carbon content decreases and the FeO content of the slag increases towards the bottom. end of the operation.
'We have discovered the possibility of adjusting the operating mode in the rotary furnace in such a way.
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'that a slag is formed which is poor in iron and contains most of the phosphorus and sulfur contained in the bath, at a certain stage of the oxidation, and in such a fluid state that it can be made to flow from the oven without difficulty, then the blowing is finished after adding the necessary quantities of ore, lime, scrap etc ...
This slag removal, which must be carried out when the carbon content has an appropriate value, is facilitated when the process is applied in a rotary kiln, since the blowing can be stopped without difficulty at a carbon content. desired, unlike the possibilities of other basic oven air oxidation processes.
The slag formed in the final blowing period usually has a considerably higher iron content, but due to the relatively small amount of slag the total iron content is much less than if the blowing is carried out. - killed without slag removal. As the final slag, besides iron, has a high CaO content and at the same time a relatively low sulfur and phosphorus content, it has an important value as raw materials either in the production of pig iron or, instead of ore, in the production of steel.
The most correct way to use this slag has been found to be to keep it in the furnace when the steel is poured and to use it during the first stage of the following blowing, their iron content then being in a wide range. measurement, reduced again and entering the metal bath and the high lime content implies a decrease in limestone required. One can also proceed in this way that the slag is first
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castings from the furnace during or before withdrawing the steel, after which the slag, in molten or solid state, is returned to the furnace for further operation.
If the slags are retained in the furnace when the steel is being cast, it has been found advantageous in some cases not to withdraw the steel completely but also to retain some of the steel in the furnace, preferably 5. at 25% of the weight of the metal. This will make it easier to effectively prevent the slag from mixing with the steel in the ladle during drawing off.
When the slag is poured for the first time, the carbon content of the steel should not exceed about 0.5%. It may be advantageous to carry out this also once or even several times between the first slag and the final slag, in order thus to reduce, among other things, the loss of iron. These intermediate slags can also be used advantageously in the first blowing period of a subsequent operation.
The advantages of the process become particularly visible in the refining of phosphorous pig iron, having a phosphorus content of about 0.5% or more, and excellent results can be obtained with ordinary Thomas iron. a phosphorus content of 1.5 to 2.5%. The process for refining cast iron of this quality is illustrated in what follows immediately.
When calculating the iron losses in the slag, in addition to the iron content of the slag, it is also necessary to consider the quantity of slag, said quantity being determined in the first place by the composition of the cast iron. In a basic oven and with lime for the formation of slag, theoretically 5.0 kgs of slag per kilogram of phosphorus is required to form the composition
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(PO4) 2Ca and 6.15 kgs to form the composition SiO3Ca, CaO. In reality the quantity of slag will be even greater as a result of excess lime, attack on the furnace lining, gangue from the added ore and oxides of iron and manganese.
So, for example, 240 kg of slag per tonne of pig iron is a normal amount when using ordinary phosphorous pig iron for the Thomas process of 2.0% phosphorus and 0.4% silicon, and, as in the Thomas process, the iron content of the slag is about 12-15%, the iron loss by the slag, for about 0.05% of phosphorus in the steel obtained, will amount in this case to about 30 to 35 kgs per ton of cast iron. In the manufacture of steel of smaller phosphorus content, the iron content of the slag will be even greater.
It is known that this iron loss can be reduced by interrupting the wind in the Thomas process at a higher phosphorus content (0.07 to 0.20% P) and removing most of it (70 to 90%. ) slag which, with this high phosphorus content contains only 5-10% iron, and then finishing the blowing with the slag remaining in the furnace. Also in this case, the final slag will have a high iron content, but the total iron loss will be less due to the smaller amount of the final slag.
But, in the Thomas process such a slag withdrawal can only be carried out at a low carbon content, (less than 0.05% C) since the slag does not melt until the carbon is almost completely burnt, and at a temperature which is at least as high as the casting temperature, that is, between 1600 and 1650 C.
However, it has been found that in the refining of highly phosphorous pig iron, by means of oxygen in a rotary kiln, the major part of the phosphorus can pass into the
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slag even at a relatively high carbon content (1 to 2%) with the formation of a very fluid slag, rich in phosphorus and containing only 3 to 4% iron, and this even% at a lower temperature, that is, at about 1500 to 1600 C. It has also been found possible to lower the content of the iron slag in the rotary kiln, but the slag then becomes too viscous, and as a result, difficult to sink.
The iron content of the slag, and hence its fluidity, is affected by the speed of rotation of the furnace and the mode of oxygen supply. A speed of rotation. Larger furnace tion implies less iron content in the slag. Likewise, the iron content will become less if oxygen is blown into the bath. In each case these factors must be regulated in such a way that the iron content and the temperature which are necessary to allow the slag casting are obtained.
Since the slag in this case is removed at a relatively large carbon content, there is no difficulty in obtaining a satisfactory casting temperature after removing the slag, and ,,, ¯ at this point of As a result, the slag casting can be carried out at a lower temperature than in the Thomas process. Excess heat is also available for the smelting of additional lime or other slag constituents, or scrap, so that the final blowing does not necessarily have to take place just with the residual slag rich in phosphorus, or with slag. separately melted scorings, which has been proposed for the pro. Thomas ceded.
By being guided by what has been explained above, the process is preferably carried out as follows:
Before blowing or at the start of this
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action the rotary kiln is loaded not only with pig iron but also with lime in the quantity necessary for the reduction to slag of all the silicon and most of the phosphorus in the pig iron. During the rotation of the furnace, oxygen is introduced, and then the considerable production of heat obtained by oxidation of the elements alloyed with iron is more than sufficient for the melting of the elements forming the slag and raising the temperature of the metal-slag mass between 1550 - 1600. Excess heat can be used for smelting scrap or ore.
According to the above, the iron content of the slag at this temperature is established such that the fluidity of the slag will be sufficient for casting. One condition is that the chemical equilibrium between the slag bath and the metal bath, in this case, does not require a content of the iron slag greater than the minimum content necessary for them to be sufficiently fluid. This condition is fulfilled if the steel contains more than 0.1% phosphorus or more than 0.20% carbon.
In practice, however, it has been found to be advantageous, when using Thomas process phosphorous iron with a phosphorus content of 2%, to make a first slag run at a phosphorus content. - somewhat higher phore in steel but less than about 0.5%.
It is advantageous, and moreover there will be no difficulty, to keep the carbon content above 0.5%. There are then very favorable conditions for obtaining first slag, poor in iron and rich in phosphorus, which is particularly suitable as a fertilizer. The phosphorus content of iron can be reduced without difficulty below 0.3% with a content of
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carbon exceeding 1.0% in this blowing process. At the same time, sulfur refining can be achieved up to 80%.
As examples, the following values obtained for the slag and for the steel at the time of the slag casting can be cited: Analysis of the cast iron:
C = 3.35 Si = 0.19 Mn = 0.46 P = 1.60 S = 0.060% Addition before refining: sintered ore 5%, lime 9.4% of the pig iron.
Analysis of the steel after refining: C 1.44 P = 0.22
S, 0.015%.
Slag analysis after refining: Fetot = 3.4%
P2O5 = 21.3% Temperature of steel 1570 C.
Two more examples are illustrated in the accompanying drawing, comprising Figures 1 and 2 and showing blow-molding diagrams of two operations. The diagrams show the percentages of carbon (C) and phosphorus (P) in the metal bath and the percentages of P205 and Fe in the slag. The scale for the percentages of carbon (C) and phosphorus (P) is shown on the far left, and the scale for iron (Fe) and P2O5 on the far right in the diagram. This diagram also indicates by a curve, (Temp.) The temperature of the steel during blowing which, of course, is expressed in m3 of O2 per tonne of cast iron and represents the abscissa axis in the diagram. The vertical lines ta and st represent the slag '' 'and steel flows respectively.
The blowing according to Figure 1 thus shows how a cast iron comprising 3.54% carbon and 1.83% phosphorus during the first period of blowing is transformed into a steel containing 1.83% carbon and
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0.346% phosphorus, proportions which, during the final blowing period, were reduced to 0.39% carbon and 0.018% phosphorus, respectively. At the same time, the sulfur content, which in the starting pig iron was 0.058% was lowered to 0.016% in the first period and to 0.013% in the later periods.
It can also be seen, from the diagram, that the temperature of the steel, during the first slag pouring, was found to be somewhat below 1600 C, a temperature which was slight. significantly increased during the final period of the blowing treatment. The first cast slag contained about 3% iron and about 22% P2O5 while the final slag contained about 13.5% iron and about 10% P2O5.
Similarly, Figure 2 shows the refining of a cast iron containing 3.66 d of carbon, 1.85% phosphorus and 0.036% sulfur, and which, during the first period, was transformed into a steel. 1.71% carbon, 0.276% phosphorus and 0.014% sulfur, and, at the end, a steel with 0.14% carbon, 0.016% phosphorus, and 0.009% sulfur. At the first slag pouring the temperature of the steel was about 1550 C, and it increased a little towards the end of the blowing. The first slag withdrawn contained about 3% iron and about 21% P2O5 and the final slag about 14% iron and about% P2O5.
After slag removal, additions are made only in such amount as necessary to combine with the residual phosphorus and silica of the added ore. These slags will have a relatively large iron content. By keeping the slag in the kiln for the next operation, most of this iron content can be recovered, so that the resulting amount of
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iron oxidized during operation is reduced from the above 30 to 35 kg per tonne of cast iron in the Thomas process to about 10 kg. At the same time its phosphorus content is transferred to the phosphate slag so that the total phosphorus content of the pig iron is found in the first slag, which has a composition which is particularly suitable as an amendment.
If the phosphorus content of the pig iron is lower than normal in the Thomas process, slag removal should be carried out at a proportionally lower phosphorus content of the steel. In general it can be said that at least three quarters of the phosphorus content should be oxidized before the first slag run.
The advantages of this new refining process should be quite evident from the above description. The heat is produced in direct contact with the slag which is thus melted very quickly at the start of blowing. Phosphorus is oxidized together with carbon, and is not reduced again so easily, as it can react directly with the molten slag to form hard-reducing calcium phosphates. These reactions take place before the carbon content of the molten bath has decreased sufficiently by oxidation, for significant oxidation of iron to occur.
The cooling caused by the slag pouring and the addition of new charges is not troublesome, since the residual content of carbon and other combustible elements in the bath is sufficient to raise the temperature to the appropriate temperature of. casting during the final blowing and in most cases it is more than sufficient so that the surplus can be used for melting scrap or for mine reduction.
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additional spoke, added to the second charge of limestone, and to prevent, at the same time, the reoxidation of already reduced iron.
CLAIMS
The present invention relates to: 1 A process for refining phosphorous iron with oxygen, in order to transform it into steel, in a rotary furnace with a basic coating, characterized in that, during a first period of the operation , the refining is carried out just enough so that the carbon content is still at least 0.5%, while the furnace is running and oxygen gas is supplied so as to give a fluid slag with low iron content. , then these slags are completely or partially poured, after which new charges are added and the blowing is continued, possibly with one or more streams of slag until the desired carbon content is obtained.
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