"Procédé de préparation d'éléments à haute teneur en carbone pour la mise à
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La présente invention se rapporte à un procédé pour la préparation d'éléments à haute teneur en carbone pour la mise à nuance ou la désoxydation des aciers, des fontes ou des alliages ferreux.
Dans la description qui suit, l'accent a été mis sur la préparation de
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d'exemple, sans caractère de limitation, le domaine de l'invention s'étendant aussi d'une part à la préparation et à l'emploi d'autres éléments, également à haute teneur en carbone, mais par exemple à base de silicium, d'aluminium, etc..., et d'autre part à l'application du procédé à d'autres alliages que l'acier.
Il est bien connu que pour régler la mise à nuance en carbone et en manganèse d'un acier au cours de l'affinage, on fait appel à des éléments d'additions, de composition appropriée, qui sont :
- soit du ferro-manganèse affiné, de composition type :
Mn = 85 % C = 0, %
- soit du ferro-manganèse standard, de composition type :
Mn = 80 % C = 7 %, . ce dernier étant aussi bien sous forme solide que liquide.
En modifiant les quantités relatives de ces deux types de ferromanganèse, on peut arriver àdoser le carbone et le manganèse dans un acier,
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ou
on doit soit recourir à une recarburation du bain, par exemple au moyen de graphite, de coke d'éthylène ou d'anthracite, ces produits contenant de 80 % à 100 %de carbone, soit conduire l'affinage considéré de façon à l'arrêter à une valeur plus élevée en carbone et permettant la mise à nuance-désirée, au moyen des ferromanganèse usuels.
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non négligeables. La méthode consistant à arrêter l'affinage, pour obtenir une teneur élevée en carbone, est difficile, irrégulière et peu précise quant aux résultats obtenus; elle présente le risque de conduire à une élimination insuffisante du soufre, du phosphore et d'autres éléments résiduels nuisibles. La méthode de la recarburation par additions de produits riches en carbone présente l'inconvénient d'un rendement particulièrement variable et non reproductible.
La présente invention a pour objet un procédé de préparation de ferro-manganèse à haute teneur en carbone, permettant d'éviter ces inconvénients.
Notons ici que par ferro-manganèse à haute teneur en carbone, il faut entendre du ferro-manganèse dont la teneur en carbone est supérieure à 7 % et le plus souvent supérieure à 10 %. Le procédé permet d'obtenir un élément ferromanganèse dont la teneur en carbone peut être ajustée à la valeur désirée si élevée . soit elle.
Le procédé de l'invention consiste à préparer un élément de ferromanganèse à haute teneur en carbone à partir d'un ferro-manganèse type usuel
et d'un composé carboné, lui-même à haute teneur en carbone (par exemple de
80 % à 100 %).
Selon l'invention, la préparation consiste à utiliser un ferro-manganèse en poussière ou en fines particules et à le mélanger dans des proportions appropriées avec le composé carboné choisi.
Le mélange ainsi obtenu est aggloméré, par exemple sous forme de boulettes ou de briquettes, par un procédé approprié, avantageusement par compression, et de préférence en présence d'un liant. Une certaine élévation de température avant agglomération n'est pas exclue.
Le liant choisi peut avantageusement être lui aussi un produit carboné, tel que du goudron, du brai, des huiles minérales, etc..., mais il ne sort pas du domaine de l' invention de faire usage de substances oxydées, telles que le silicate de soude ou la bentonite, ce qui permet une amélioration de la propreté inclusionnaire, grâce aux germes d'oxydes ainsi introduits ou à la modification, dans
un sens favorable, de la composition des inclusions provenant de ces germes.
Suivant une variante avantageuse du procédé de l'invention, le mélange ainsi aggloméré et mis à forme est soumis à une opération de cuisson,
ce qui en améliore les qualités de résistance mécanique aux manipulations et donc la facilité de stockage et de mise en oeuvre, et peut en outre en améliorer les qualités chimiques.
Dans cette optique, il a été trouvé spécialement avantageux de conférer aux agglomérés de ferro-manganèse ainsi préparés un profil approprié, bien adapté à son introduction balistique à grande vitesse profondément dans le
bain de métal, soit par voie mécanique, soit par voie pneumatique.
Un tel élément de ferro-manganèse à haute teneur en carbone et produit selon le procédé de la demande, présente de nombreux avantages pour son utilisation dans une opération de mise à nuance d'acier en cours d'affinage.
Premièrement, la densité de cet élément ferro-manganèse est telle qu'elle oblige le carbone incorporé à pénétrer profondément dans le bain, ce qui augmente le rendement du carbone et le rend plus régulier.
Un second avantage de la présente invention consiste dans le fait que la vitesse de dissolution du ferro-manganèse ainsi préparé est supérieure à celle d'un ferro-manganèse usuel concassé ou même broyé; le concassé présente une vitesse de dissolution assez lente et est cause d'hétérogénéité dans la composition du métal, le broyé présente un rendement fortement réduit par la présence de la scorie qui le laisse difficilement pénétrer dans le métal. Le ferro-manganèse conçu selon la demande présente également des avantages vis-à-vis du ferro-manganèse liquide. L'emploi de celui-ci crée de nombreuses sujétions et rend difficile la réalisation d'additions d'un poids effectif préétabli.
Un troisième avantage réside dans la possibilité de constituer un ferromanganèse complexe, par exemple contenant outre le fer et le manganèse, un ou plusieurs métaux tels que, par exemple, le silicium, l'aluminium, le niohium, le vanadium. On peut ainsi préparer des ferro-alliages complexes, de composition judicieusement dosée pour obtenir avec précision la mise à nuance désirée.
Un dernier avantage du ferro-manganèse conçu selon l'invention est obtenu grâce à la présence d'un liant carboné, lequel, réducteur par nature, isole et protège le manganèse et les autres métaux oxydables de l'action oxydante de l'atmosphère.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour la fabrication de ferro-alliages à haute teneur en carbone, caractérisé en ce que l'on réalise un mélange composé, en proportion appropriée, de ferro-alliages pulvérulents ou finement divisés, et d'un composé carboné à haute teneur en carbone, et en ce que le mélange ainsi constitué est aggloméré de préférence par compression.
"Process for preparing high carbon elements for upgrading
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The present invention relates to a process for the preparation of elements with a high carbon content for the shading or deoxidation of steels, cast irons or ferrous alloys.
In the following description, emphasis has been placed on the preparation of
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example, without limitation, the field of the invention also extending on the one hand to the preparation and use of other elements, also with a high carbon content, but for example based on silicon , aluminum, etc ..., and on the other hand to the application of the process to other alloys than steel.
It is well known that in order to regulate the setting in carbon and manganese of a steel during refining, use is made of additional elements, of suitable composition, which are:
- or refined ferro-manganese, of typical composition:
Mn = 85% C = 0,%
- or standard ferro-manganese, of typical composition:
Mn = 80% C = 7%,. the latter being both in solid and liquid form.
By modifying the relative amounts of these two types of ferromanganese, it is possible to dose carbon and manganese in a steel,
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or
one must either resort to a recarburization of the bath, for example by means of graphite, ethylene coke or anthracite, these products containing from 80% to 100% of carbon, or to carry out the refining considered so as to the stop at a higher carbon value and allowing the desired shade, using the usual ferromanganese.
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non negligable. The method consisting in stopping the refining, to obtain a high carbon content, is difficult, irregular and not very precise as to the results obtained; it presents the risk of leading to insufficient removal of sulfur, phosphorus and other harmful residual elements. The method of recarburization by additions of products rich in carbon has the drawback of a particularly variable and non-reproducible yield.
The present invention relates to a process for preparing ferro-manganese with a high carbon content, making it possible to avoid these drawbacks.
It should be noted here that by ferro-manganese with a high carbon content, is meant ferro-manganese with a carbon content greater than 7% and most often greater than 10%. The process provides a ferromanganese element whose carbon content can be adjusted to the desired value if high. either her.
The process of the invention consists in preparing a ferromanganese element with a high carbon content from a conventional ferro-manganese type
and a carbon compound, itself with a high carbon content (for example
80% to 100%).
According to the invention, the preparation consists in using ferro-manganese in dust or in fine particles and in mixing it in appropriate proportions with the chosen carbon compound.
The mixture thus obtained is agglomerated, for example in the form of pellets or briquettes, by an appropriate process, advantageously by compression, and preferably in the presence of a binder. A certain rise in temperature before agglomeration is not excluded.
The binder chosen can advantageously also be a carbonaceous product, such as tar, pitch, mineral oils, etc., but it does not go beyond the scope of the invention to use oxidized substances, such as sodium silicate or bentonite, which improves the inclusion cleanliness, thanks to the oxide seeds thus introduced or to the modification, in
a favorable sense of the composition of the inclusions coming from these germs.
According to an advantageous variant of the process of the invention, the mixture thus agglomerated and shaped is subjected to a cooking operation,
which improves the qualities of mechanical resistance to handling and therefore the ease of storage and processing, and can also improve the chemical qualities.
From this perspective, it has been found especially advantageous to give the ferro-manganese agglomerates thus prepared a suitable profile, well suited to its high-speed ballistic introduction deep into the body.
metal bath, either mechanically or pneumatically.
Such a high carbon ferro-manganese element and produced according to the process of the application, has many advantages for its use in a gradation operation of steel being refined.
First, the density of this ferro-manganese element is such that it forces the incorporated carbon to penetrate deeply into the bath, which increases the yield of the carbon and makes it more regular.
A second advantage of the present invention consists in the fact that the rate of dissolution of the ferro-manganese thus prepared is greater than that of a conventional ferro-manganese crushed or even ground; the crushed product has a fairly slow dissolution rate and is the cause of heterogeneity in the composition of the metal, the crushed product has a greatly reduced yield by the presence of slag which allows it to penetrate with difficulty into the metal. Ferro-manganese designed according to demand also has advantages over liquid ferro-manganese. The use of this creates many constraints and makes it difficult to make additions of a pre-established effective weight.
A third advantage lies in the possibility of constituting a complex ferromanganese, for example containing, in addition to iron and manganese, one or more metals such as, for example, silicon, aluminum, niohium, vanadium. It is thus possible to prepare complex ferro-alloys, of judiciously proportioned composition in order to obtain the desired shade with precision.
A final advantage of ferro-manganese designed according to the invention is obtained by virtue of the presence of a carbonaceous binder, which, reducing by nature, isolates and protects manganese and other oxidizable metals from the oxidizing action of the atmosphere.
CLAIMS
1. Process for the production of ferroalloys with a high carbon content, characterized in that a mixture composed, in an appropriate proportion, of powdered or finely divided ferroalloys, and of a carbonaceous compound with a high content is produced. carbon, and in that the mixture thus formed is agglomerated preferably by compression.