Procédé d'élimination au moins partielle d'oxydes contenus dans un laitier. Les opérations de désoxydation des mé taux, spécialement des aciers, donnent., comme résidu, des laitiers chargés en oxydes, en particulier en oxydes enlevés au métal traité. Ces oxydes peuvent être réduits à leur tour pour rendre lesdits laitiers aptes à une nou velle opération de désoxydation.
Cette régénération -de tels laitiers a déjà été tentée, mais les procédés utilisés ou propo sés jusqu'ici étaient, longs et coûteux, entraî nant des dépenses élevées d'énergie, de maté riel et de main-:d'oeuvre. La régénération -des laitiers ainsi oxydés est cependant à, recher cher, du point de vue économique, pour évi ter .des pertes de matières parfois coûteuses (magnésie, oxydes de titane, etc.) et la perte d'énergie correspondant à la. fusion des lai tiers et à leur chauffage à la température voulue.
Dans la fabrication des aciers, par exem ple, lorsque l'opération de désoxydation des aciers est effectuée quasi-instantanément, sui vant un procédé connu, conformément auquel l'acier et un laitier -de -désoxydation très fluide sont violemment brassés l'un avec l'au tre, de manière à former une sorte d'émulsion, on est obligé, avec les procédés anciens -de ré génération des laitiers, de .disposer de plu sieurs fours de régénération et d'immobiliser de très grandes quantités de laitiers.
Or, dans un tel procédé - encore plus que pour les procédés anciens de déso.xydation - il y au rait intérêt que la même masse de laitier, ré duite à ce qui -est nécessaire pour une opéra tion -de désoxydation, puisse être régénérée, elle aussi, de façon quasi-instantanée.
La présente invention a pour objet un procédé d'élimination au mains partielle d'oxydes contenus dans un laitier, pouvant en particulier être appliqué à la régénération des laitiers ayant servi à une désoxydation, procédé qui satisfait aux conditions d',3cono- mie et- de rapidité énoncées ci-dessus.
Dans ce procédé, comme dans les procédés déjà connus @de réduction de laitiers, on réduit au moins partiellement les oxydes contenus dans ce laitier, à l'aide d'au moins un agent réducteur; le procédé selon l'invention est ca ractérisé en ce que l'on travaille avec un lai tier fluide et en -ce que l'on brasse violemment ce laitier et l'agent réducteur, la violence du brassage étant telle que le laitier oxydé et l'a gent réducteur se trouvent intimement mélan gés et soumis à un tourbillonnement intense, l'agent réducteur étant réparti à l'état de fine division dans le laitier.
Ce brassage violent peut ne durer qu'un instant court, mais suffisant pour que la ré duction voulue .des oxydes par l'agent réduc teur soit opérée. Il ne reste plus alors qu'à séparer -du laitier le métal provenant de la réduction des oxydes; le laitier est prêt, par exemple, pour une nouvelle opération de désoxydation.
Les agents réducteurs utilisés peuvent être très divers; on peut mettre en jeu, par exem ple, de l'aluminium, -du silicium, -du manga nèse, du ferro-titane, .du calcium, etc., ou toute combinaison ou tout mélange de ces -dif férents corps. Ce qui importe avant tout, c'est que le brassage et le tourbillonnement entre le laitier et l'agent ou les agents -désoxy dants utilisés soient aussi violents que possi ble, -de façon @à produire un contact très in time entre le laitier et l'agent désoxydant.
Dans .ces conditions, on obtient une réduction extrêmement rapide des oxydes à éliminer, ré- -duction qui, en particulier, n'exige par d7ap- port -de chaleur extérieure.
Une manière, particulièrement simple, d'exécuter le procédé de l'invention, consiste à placer l'agent réducteur dans une poche de coulée ou autre récipient quelconque - après avoir mis éventuellement une petite quantité de laitier au fond de cette poche, afin d'em pêcher l'agent ou les agents réducteurs -de coller aux parois -du récipient - puis à ver ser violemment sur ces agents réducteurs le laitier à réduire, en produisant une véritable émulsion dans ce laitier. On peut également verser l'agent réducteur dans un récipient quelconque <I>et y</I> verser violemment en même temps le laitier.
Une autre manière très avantageuse con siste à utiliser l'énergie cinétique,d'une masse d'un métal auxiliaire quelconque en mouve ment, et notamment d'un acier venant tout juste d'être désoxydé par le laitier, pour pro duire le brassage violent et par conséquent un contact intime entre le laitier et l'agent réduc teur; ce mod- de faire peut être réalisé de la façon suivante: \ Si l'on utilise -des agents réducteurs qui ne sont pas solubles dans ledit métal auxi liaire, on peut les ajouter au laitier ou audit métal en les superposant en couches dans un récipient de type quelconque.
On produit en suite un brassage violent du laitier et du métal, en renversant violemment soit le mé tal dans le laitier, soit le métal et le laitier ensemble dans une poche de coulée. Si le ré cipient dans lequel on a mis le métal et l'a gent réducteur est de forme appropriée pour recevoir, par -des moyens mécaniques quelcon ques, un mouvement propre à produire un brassage violent de son contenu, on peut ajou ter le laitier au contenu de ce récipient et on brasse le métal, l'agent réducteur et le lai tier.
Dans -ces conditions, par suite de l'effet ,de division qui se trouve produit à la fois dans le laitier et dans l'agent désoxydant, le métal établit le contact intime désiré entre ces deux éléments et permet ainsi de réaliser une réduction presque instantanée du laitier. Lorsque l'on a ajouté le réducteur au laitier, on peut verser simultanément le laitier, avec son réducteur, et le métal dans une poche, le métal étant versé avec une vitesse telle qu'il produise l'émulsion du réducteur dans le laitier.
Si l'on utilise des agents réducteurs solu bles dans le métal, tels que, par exemple, du silicium, de l'aluminium, du manganèse, du titane, etc., on dissout de préférence un ou plusieurs de ces réducteurs dans le métal et on verse violemment ce dernier sur le laitier, ou bien on verse simultanément. et violemment le métal et le laitier dans le récipient.
Dans certains cas, il pourra être avanta geux d'utiliser une quantité plus grande de ces réducteurs solubles que celle nécessaire à la réduction -des quantités d'oxyde que l'on désire réduire dans le laitier; l'excès .de réduc teurs produisant des adjonctions correspon dantes en silicium, aluminium, manganèse, titane, ou autre métal, dans le métal, par exemple l'acier, utilisé pour le brassage. Dans le cas où ce métal est de l'acier qui a été préalablement ,désoxydé par brassage avec le laitier en oxydant ce dernier, l'excès sera calculé selon la composition spéciale que l'on désirera donner à, l'acier résiduel.
L'addition de silicium, d'aluminium, de manganèse, ou de titane au métal auxiliaire ne présente pas le' moindre inconvénient, en raison de ce que l'acier avant été fortement désoxydé par le brassage violent initial avec le laitier, cette addition ne produit pas d'inclusion ou -de toute façon pas d'inclusions importantes. La réduction voulue d'oxydes -du laitier s'opère également en un temps extrêmement court, comme désiré.
La réduction ne se limite cependant pas obligatoirement aux oxydes de fer et manga- nè.e, mais peut également s'étendre à d'autres oxydes réductibles qui auraient été ajoutés au laitier.
On peut donc ainsi, en même temps que l'on effectue la réduction, profiter du mé lange intime du laitier avec le métal auxi liaire pour introduire dans ledit métal tel ou tel élément désirable, en ajoutant les oxydes de ces éléments au laitier.
Par exemple, si l'on désire introduire du silicium et du manganèse dans un acier auxi liaire tel que celui mentionné ci-dessus en même temps que l'on régénère un laitier sili ceux, on ajoute de la silice et de l'oxyde de manganèse au laitier et on peut utiliser comme agent réducteur une quantité d'alumi nium calculée -de façon .à réduire les oxydes dont le laitier s'est chargé pendant la désoxy- ,dation, et à réduire une certaine quantité -de silice et d'oxyde de manganèse en vue -d'incor porer du silicium et du manganèse à l'acier auxiliaire.
Il est bien entendu que la teneur du lai tier en silice et en MnO est choisie en appli quant les équations chimiques d'équilibre, -de telle sorte que l'aluminium réduise la si lice et le MnO en même temps dans les pro portions voulues et pas seulement l'un de ces deux -éléments.
Dans ces conditions, on obtient simultané ment le double résultat cherché, .à savoir la ré génération du laitier et l'enrichissement (par alliage) du métal auxiliaire.
On peut évidemment introduire dans l'acier auxiliaire tout .corps autre que le sili cium -et le manganèse, à condition que le lai tier à réduire contienne un composé oxydé du corps à incorporer.
Voici un exemple d'exécution -du procédé de l'invention, appliqué à la régénération -d'un laitier contenant de la silice, -de l'alu mine, -de la magnésie et,de la chaux, laitier qui, après usage, c'est-à-dire après son oxy dation lors d'une opération de .désoxydation d'un acier, contient 9,6% -de MnO, et<B>3,37%</B> -de FeO. Sur 1000 kg -de ce laitier placé dans une poche de coulée, on a versé violemment, par exemple en gros jet et d'une grande hau teur, environ 15 tonnes -d'un acier auxiliaire contenant 0,430 % de -carbone, 1,975 % -de si licium et 0,
500510l' de manganèse, prêt à être coulé, et auquel on a ajouté, comme agent ré ducteur, 0,100 % d'aluminium. Après le bras sage violent de la masse, brassage dîi à la vio lence avec laquelle le métal auxiliaire est versé, on a constaté que la quantité .de MnO contenue dans le laitier était tombée à 7,6 et que celle -de FeO était tombée à 2 % et que, parallèlement, la quantité<B>-de</B> manganèse con tenue dans le métal auxiliaire s'était élevée à<B>0,590%.</B> Le brassage violent, simple et extrêmement rapide,
a donc eu pour effet d'éliminer .du laitier une quantité totale -de MnO et de FeO égale à 3,3 %.
Ainsi qu'on peut s'en rendre compte, le procédé conforme à l'invention convient bien pour de nombreuses applications variées.
Le laitier régénéré peut .de suite servir à une nouvelle opération de désoxydation d'un acier, alors qu'il est encore fluide, et immé- diatement après cette opération, il peut être régénéré selon le procédé -de l'invention. Si la même charge de laitier sert à chaque opéra tion de désoxydation au traitement d'acier de même composition, on a intérêt à -utiliser pour chaque régénération les mêmes agents réducteurs, en même quantité.
En considérant alors les opérations -de -désoxydation d'acier et de régénération du laitier, on voit que ce der nier sert en quelque sorte -de support tempo- raire aux oxydes du métal .à désoxyder, de façon que la réduction ,des oxydes s'effectue en fait dans le corps -du laitier et non dans le corps du métal, afin d'empêcher complète ment ou tout au moins de réduire dans une mesure considérable les inclusions dans l'acier d'alumine, de silicates, -de titanates, etc., qui résulteraient d'une réduction dans le métal lui-même.
Comme le laitier régénéré se trouve chargé en oxyde ou oxydes de l'agent ou des agents réducteurs qui ont été utilisés, il conviendra donc d'utiliser, pour ce traitement du laitier, des agents réducteurs constitués par des corps dont les oxydes doivent se trouver présents dans la composition .du laitier, de façon à al térer le moins possible la nature .du laitier en question.
Comme il se produit toujours -des pertes de laitier inévitables au cours des différentes manipulations -de ce laitier, il suffit .dans la majorité des cas, pour compenser ces pertes, d'ajouter une certaine quantité :des éléments du laitier autres que les oxydes des agents ré- ducteurs utilisés.
Par exemple, si l'on met en jeu un laitier contenant -de la silice, -de l'alumine, de la ma gnésie et de la chaux, on peut utiliser avanta geusement comme agents réducteurs du silico- aluminium ou -du silico-calcium, de telle sorte qu'il suffise d'ajouter de la magnésie au lai tier, pour compenser les pertes dues<B>à</B> la ma nipulation ou à d'autres causes, tout en con servant au laitier une composition pratique ment constante.
On se rend compte que le procédé, objet de l'invention, sert non seulement @à la régé nération de laitiers ayant servi à la 4ésoxy- ,dation d'acier, mais peut également servir au traitement de tout typé de laitier contenant des oxydes.
Dans certains cas, le métal auxiliaire peut également jouer le rôle d'agent réducteur pour les oxydes du laitier à traiter. Par exem ple, le fer d'un bain d'acier utilisé pour pro voquer le brassage violent peut être lui-même le réducteur. De même, pour les alliages de fer et de nickel, de fer et de molybdène, -de fer et de cuivre, etc.
Les laitiers à traiter peuvent être acides, neutres ou même basiques; en outre, il n'est pas .du tout. nécessaire d'opérer avec de l'acier, comme métal auxiliaire, on peut se servir aussi de bains d'autres métaux.
La façon d'effectuer le brassage violent peut aussi varier, elle peut, par exemple, être une agitation mécanique. D faut seulement qu'on obtienne une répartition aussi complète que possible du laitier et de l'agent réducteur.
Ainsi qu'il a été dit ci-dessus, les laitiers à traiter peuvent être basiques, neutres ou acides. Les laitiers les plus importants pou vant être envisagés sont des laitiers contenant de la silice et pouvant renfermer de la chaux, -de l'alumine, de l'acide titanique, de la ma gnésie, des alcalis, -de l'oxyde -de fer, de l'oxyde de manganèse, etc. Ils peuvent encore contenir .du silicate de nickel, du molybdate de calcium, -de l'oxyde de cuivre, du minerai de chrome, etc.
Comme déjà indiqué, le fer flu métal auxiliaire peut lui-même agir comme agent réducteur, mais il est bon d'opérer avee des bains de fer contenant des agents de ré duction, tel que le silicium, l'aluminium, le titane, le siliciure de calcium, etc. La présence de ces agents réducteurs dans le fer est n6ces- saire, par exemple, quand la réduction du lai tier doit porter sur des composés oxydés .du chrome. Lorsqu'on opère avec .des bains de fer, comme métal auxiliaire, contenant des agents réducteurs, il convient, pour diminuer la consommation en agent réducteur, d'utili ser des bains de fer désoxydé.
Il est particu lièrement avantageux d'utiliser à cet effet :des aciers qui ont été désoxydés par brassage vio lent avec des laitiers très fluides, non réduc- leurs, capables d'extraire les oxydes dissous dans le fer. Lues laitiers à traiter peuvent aussi contenir -des composés oxydés de certains métaux que l'on désire allier avec le métal auxiliaire.