FR2485567A1

FR2485567A1 - Procede de dephosphoration et de denitration de fonte contenant du chrome

Info

Publication number: FR2485567A1
Application number: FR8014380A
Authority: FR
Inventors: Shigeaki Maruhashi; Morihiro Hasegawa; Takashi Yamauchi
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1980-06-27
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1981-12-31
Also published as: FR2485567B1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE DEPHOSPHORATION-DENITRATION DE FONTE EN FUSION CONTENANT AU MOINS 3 DE CR. ON MAINTIENT MOINS DE 2 EN POIDS DE C DANS LA FONTE, ET ON LA MET EN CONTACT AVEC UN LAITIER COMPRENANT PLUS DE 30 A 70 EN POIDS D'AU MOINS UN FLUORURE ETOU CHLORURE ALCALINO-TERREUX, 1,5 A MOINS DE 30 EN POIDS D'AU MOINS UN OXYDE HYDROXYDE OU CARBONATE DE SODIUM, OU DE POTASSIUM, 5 A 50 EN POIDS D'AU MOINS UN DES OXYDES DE FER ET DE NICKEL, ET DE 0 A MOINS DE 40 EN POIDS D'AU MOINS UN OXYDE OU CARBONATE ALCALINO-TERREUX, TOUT EN LIMITANT L'OXYDATION DE CR. LA COURBE MONTRE LA VARIATION DU DEGRE DE DENITRATION EN FONCTION DE LA TENEUR EN NACO.

Description

L'invention concerne un procédé de déphosphoration et de dénitration de fonte contenant du chrome (fonte contenant au moins 3% de chrome, appelée simplement ciaprès "fonte Cr").

L'homme de l'art sait que si l'on arrive à diminuer, beaucoup plus qu'on ne le fait actuellement, la teneur en carbone, en phosphore et en azote des aciers inoxydables, on obtiendra d'excellents matériaux. Autrement dit, il est bien connu que l'on obtient une bonne ténacité et une bonne résistance à la corrosion en diminuant la teneur en C et N et que l'on peut éviter les criques de chaleur et la corrosion fissurante sous tension en diminuant la teneur en Pet N. Il est vrai que l'on peut actuellement diminuer considérablement la teneur en O, mais il n'existe pas de procédé efficace et économique permettant de diminuer la teneur en P et N des aciers inoxydables.

S'il est difficile d'effectuer la déphosphoration et la dénitration des aciers inoxydables, c'est parce que Or augmente la solubilité de N dans le fer et que Cr s'oxyde de préférence a P. La solubilité de N dans la fonte en fusion contenant 3% de Cr est multipliée par 1,5 environ relativement à la fonte normale. Quant à P, on peut fabriquer des aciers inoxydables à très faible teneur en P si l'on choisit soigneusement des matières à faible teneur en P, mais les produits obtenus sont inévitablement comateux. Quant à N, par contre, on ne peut pas avoir recours à ce moyen.Aussi, pour la dénitration de la fonte Cr, on a proposé un certain nombre de procédés compliqués, par exemple la fusion sous vide combinée avec la fusion par bombardement d'électrons ou la dénitration de la fonte Cr au moyen d'aluminium, suivie d'une oxydation de l'Al résiduel en même temps que de C. Toutefois, la combinaison de la fusion sous vide et de la fusion par bombardement d'électrons nécessite un équipement coûteux et les frais de fonctionnement sont élevés aussi. Le dénitration au moyen d'Ai, décrite par exemple dans la demande de brevet japonais publiée sous le NO 98318/74, nécessite l'élimination de l'aluminium qui reste dans le fer à raison de plusieurs unités %. En outre, il faut séparer de la fonte en fusion le nitrure d'Al formé.Toutefois, il reste dans la fonte une certaine proportion d'AlN qui se décompose ensuite lors de la décarburation et l'azote se dissout à nouveau dans la fonte.

En ce qui concerne la déphosphoration de la fonte en fusion, on a propose assez récemment d'incorporer aux laitiers de fusion des oxydes, carbonates et chlorures alcalins. Par exemple, dans la demande de brevet japonais publiée sous le N 2322/78, on décrit "un agent de déphosphoration destiné à déphosphorer la fonte en fusion, constituant un mélange de chaux, de minerai de fer, de carbonate de sodium anhydre et de fluorite et caractérisé par le fait que l'on ajoute de l'oxyde de fer à raison d'au moins 2,5 fois le poids d'oxyde ou carbonate alcalin, que l'on mélange les ingrédients, qu'on les pulvérise et qu'on les chauffe à 6000C ou au-dessus de manière à former des composés d'oxydes de fer et d'oxydes alcalins et que l'on ajoute du CaO en quantité représentant 1 à 10 fois la quantité desdits composés".Dans la demande de brevet japonais publiée sous le N 26715/78, on décrit "un agent d'affinage auxiliaire de la fonte, contenant un composé de métal alcalin auquel on ajoute une matière contenant au moins 50% de SiO2 et/ou une matière dont la teneur totale en SiO2, Na2O, MnO et FeO est d'au moins 60%, de sorte que la quantité de Si02 et de matière contenant du SiO2 est respectivement de 20% au maximum et de 50% au maximum".En outre, dans la demande de brevet Japonais publiée sous le N 28511/78, on décrit "un laitier de déphosphoration, de désulfuration ou de déphosphorationdésulfuration comprenant 30 à 70% de CaO, 10 à 40% de
CaF2 comme ingrédients principaux et 1 à 30% d'au moins un des composés Na20, B205, Na2B4O7, g20, Li20, naos,
KCl et LiCl".

Cependant, si tous ces laitiers ou agents d'affinage sont efficaces pour la fonte normale, ils sont tout à fait inefficaces pour la déphosphoration de la fonte Cr.

Tout ce qui est dit dans les trois documents cités concerne la déphosphoration de la fonte normale et il n'est pas question de déphosphoration de la fonte Or.

On considère que la difficulté de la déphosphoration de la fonte Cr est la suivante.

Il est admis que les réactions d'oxydation de P,
Or et Fe sont les suivantes 2P + 5/2 O2 2Cr + 3/2 O2
F3 + 1/2 O2

F2O5 3,73 x 10-9 bar (1)
Cr2O3 5,07 x 10-14 bar (2)
FeO 1,37 x 10-9 bar (3) ha valeur numérique de pression indiquée à droite de chaque équation représente la pression partielle d'oxygène à l'équilibre, à l'état normal à 150006 pour chaque substance. On verra par ces données que Cr se combine à l'oxygène beaucoup plus facilement que P et Fe.C'est l'une des raisons pour lesquelles la déphosphoration de la fonte Cr en fusion est extrtmement difficile en comparaison de celle de la fonte normale ne contenant pas de Cr. Autrement dit, dans les procédés antérieurs, en cherchant à déphosphorer par oxydation on arrivait à oxyder Or seulement et l'oxydation de P ne se produisait pas. M8me si P s'oxyde, Or s'oxyde beaucoup plus.On a observé aussi que l'oxyde de Cr formé (que l'on considèrera comme Cr2O3 nuit au pouvoir de déphosphoration du laitier. I1 est connu que le Cr2O3 formé se comporte comme un oxyde acide et se combine aux corps fixateurs de
P205, diminuant notablement leur pouvoir de fixation de P205. Autrement dit, dans le cas de la fonte Cr, la fixation du P2O5 formé est difficile, c'est-à-dire que la "rephosphoration" pose un sérieux problème.

C'est pourquoi, afin de conduire la déphosphoration de la fonte Cr, il est nécessaire de favoriser la réaction 2P + 5FeO

P2O5 + 5Fe (4) et en même temps, de maîtriser le plus possible la réaction 2Cr + 3FeO

Cor203+ 3Fe (5)
Les mesures connues pour oxyder un bain de fonte tout en limitant l'oxydation du Or contenu consistent à réduire la pression partielle de CO de l'atmosphère.

Plus spécialement, il est connu de réduire la pression de l'atmosphère ambiante ou de mettre en contact avec le bain de fonte un mélange comprenant un gaz oxydant tel que l'oxygène et un gaz inerte tel que l'argon.

Un autre moyen d'effectuer la déphosphoration tout en limitant l'oxydation de Gr consiste à diminuer le potentiel d'oxygène du bain de fonte. On peut réaliser cette diminution en augmentant la teneur du bain en silicium. Toutefois, cela n'est pas désirable parce que Si s'oxyde en SiO2 qui diminue la basicité du laitier. Par contre, la carbone s'oxyde en formant CO qui n'a pas d'influence sur les propriétés du laitier.

il est donc préférable d'augmenter la teneur en carbone du bain.

D'après les connaissances actuelles, comme l'indique la demande de brevet japonais publiée sous le N0 28511/78 déjà cité et qui concerne l'acier au carbone normal, on pense que, vu l'équation (1) cidessus, il faut élever le potentiel d'oxygène du bain si l'on veut favoriser l'oxydation de P. Toutefois, dans le cas de la fonte Cr, on ne savait pas du tout si l'oxydation de P (déphosphoration) se produirait de façon satisfaisante ou non lorsqu'on abaisserait le potentiel d'oxygène du bain de fonte pour limiter l'oxydation de Or.

En ce qui concerne la dénitration de la fonte Cr, on a remarqué que les carbonates alcalins ont un certain effet de dénitration en meme temps que de déphosphoration de la fonte Cr et cela fait ltobjet des demandes de brevet japonais publiées sous les NO 84113/77 et 023816/78.

Selon ceux-ci, on met en contact la fonte Cr en fusion avec des carbonates alcalins purs ou avec un laitier contenant au moins 30% en poids de carbonates alcalins et comme ingrédients du laitier, on mentionne SiO2,
CaF2, Fe20D, CaO etc.. Ces ingrédients ont simplement pour rôle de diminuer la perte de carbonates alcalins par vaporisation.On n'est pas arrivé à une idée définie quant à la composition du laitier et on consi- dérait que le rôle principal de dénitration et de déphosphoration était joué entièrement par les composés alcalins
Après des expériences répétées, on a trouvé qu'un laitier comprenant Ti2O ou Li2CO3 (le composé de Li), un fluorure ou chlorure alcalino-terreux et un oxyde de Fe ou Ni est efficace pour la déphosphoration comme pour la dénitration et on a proposé un procédé de déphosphoration-dénitration de fonte en fusion contenant au moins 3% de Or, qui consiste à maintenir la teneur en
Si de la fonte à 0,2% en poids au maximum, à mettre la fonte en contact avec un laitier comprenant 30 à 80% en poids d'au moins un fluorure ou chlorure alcalin terreux, 0,4 à 30% en poids d'oxyde de lithium et/ou de carbonate de lithium (le composé de Li), 5 à 50% en poids d'eau moins un des oxydes de fer et de nickel et
O à 40% en poids d'au moins un oxyde ou carbonate alcalin terreux, tout en limitant l'oxydation de Or, procédé qui fait l'objet de la demande de brevet japonais publiée sous le N 081285/79.

En étudiant la question, on a remarqué petit à petit que la déphosphoration et la dénitration de la fonte Cr peuvent être réalisées non seulement avec le laitier contenant le composé de Li mais encore avec un laitier contenant d'autres composés alcalins. On a poursuivi les recherches et on propose maintenant un procédé nouveau de déphosphoration-dénitration de la fonte Cr.

'invention a pour objet un procédé de déphosphoration-dénitration de fonte en fusion contenant au moins 3% de Cr, qui consiste à maintenir la concentration de C à 2% en poids au minimum et à mettre la fonte en contact avec un laitier comprenant 30 à 70% en poids d'au moins une substance choisie parmi les fluorures et chlorures alcalino-terreux, 1,5 à 3046 en poids d'au moins une substance choisie parmi les oxydes, hydroxydes et carbonates de sodium ou de potassium, 5 à 50% en poids d'au moins une substance choisie parmi les oxydes de fer et de nickel, et O à 40% en poids d'au moins une substance choisie parmi les oxydes et carbonates alcalino-terreux, tout en limitant l'oxydation de Cr.

Dans le procédé de l'invention, la concentration de C du bain de fonte ne doit pas être inférieure à 29/o.

Le carbone diminue la solubilité de N dans la fonte en fusion, favorise la réaction de denitration, empoche la formation de Cr2O3 pendant le traitement de déphosphora tion-dénitration et maintient le laitier dans de bonnes conditions. Plus la concentration de C dans le bain est proche de la saturation, plus la réaction de dénitration est avantageusement favorisée.

La concentration de Si dans le bain de fonte ne doit pas de préférence dépasser 0,2% aux fins de la déphosphoration. La raison sn est que Si s'oxyde préf é- rentiellement et nuit à l'oxydation de P et que le SiO2 formé se combine à l'agent de fixation de P, diminuant la basicité du laitier et aboutissant à un affinage médiocre.

Le laitier utilisé dans le procédé de l'invention doit contenir plus de 30% et jusqu'à 70% en poids d'au moins un fluorure ou chlorure alcalino-terreux (appelé simplement ci-après constituant halogénure). Plus spécialement, il s'agit des fluorures et chlorures alcalinoterreux CaF2, CaCl2, MgF2, MgCl2 etc.. Ces composés réagissent sur P et N et améliorent la fluidité du laitier. Ce sont donc les constituants essentiels quant à la déphosphoration et à la dénitration et les ingrédients principaux du laitier. Il faut choisir le ou les composés appropriés en tenant compte de propriétés physicochimiques telles que le point de fusion, la volatilité, l'hygroscopie, ainsi que du prix de revient.Du point de vue de la maniabilité, du prix et de ltefficacité de déphosphoration et de dénitration, CaF2 est le plus approprié. En proportion qui ne dépasse pas 30%, le constituant halogénure ne peut pas donner un effet satisfaisant en tant qu'améliorateur de fluidité. Il peut titre présent en proportion supérieure à 70% mais il est limité à 70% compte tenu des proportions d'autres constituants. La teneur préférentielle est de 55 à 60% et plus spécialement de 40 à 60%
Le laitier utilisé dans le procédé de l'invention doit contenir de 1,5 à moins de 30% en poids d'au moins un carbonate, oxyde ou hydroxyde de sodium ou de potassium (appelé simplement ci-après le constituant alcalin).Le constituant alcalin améliore remarquablement la fluidité du laitier et il a une forte affinité pour
SiO2, Al2O3, B2O3, Cr2O3 etc.., qui ont des effets nuisibles sur la déphosphoration et la dénitration et il diminue donc leurs effets nuisibles. Vu point de vue de la maniabilité, les carbonates sont préférés La majeure partie de ces carbonates se convertit en oxydes à la température de fabrication de l'acier en formant du CO2. Si leur proportion est inférisure à 1,5%, on ne peut pas obtenir un degré de déphosphoration et de dénitration pratiquement utile. M8me 8'ils sont contenus à raison de plus de 30%, le degré de déphosphorationdénitration atteint la saturation et il en résulte simplement une perte économique. La teneur préférée en constituant alcalin est de 3 à 20%, plus spécialement de 5 à 15%.

Le laitier utilisé dans le procédé de l'invention contient 5 à 50% en poids d'au moins un des oxydes de fer et de nickel, plus spécialement FeO, Fe203, NiO (appelé simplement ci-aprAs le constituant oxyde). On utilise habituellement ce constituant sous la forme de minerais de fer, de calamine, d'oxyde de nickel fritté.

Ils servent à oxyder le bain de métal. Aux fins de la déphosphoration-dénitration, il est avantageux d'oxyder le bain. La teneur en constituant oxyde est déterminée par la mesure dans laquelle l'oxydation de Cr se fait sentir dans le bain de métal. Il est inutile de dire que pour inhiber l'oxydation de Cr, une teneur relativement basse en oxydes de fer et/ou de nickel est préférable.

Vans le procédé antérieur où l'on utilise des carbonates alcalins purs,-le C02 engendré joue un rôle important comme oxydant. Dans ce cas, Si la quantité de carbonate alcalin nécessaire à la déphosphoration et à la dénitration est déterminée, la quantité de C02 qui sera formée est automatiquement déterminée aussi. Toutefois, dans le cas du laitier utilisé dans le procédé de l'invention, la quantité de C02 est assez petite parce que la quantité de composés alcalins utilisée est petite.

Donc, on peut facilement modifier le ponvoir oxydant du laitier en modifiant la quantité du constituant oxyde dans le laitier. O'est là une des caractéristiques du laitier utilisé dans le procédé de l'invention. Par exemple, quand l'oxydation de Cr est notable, il n'est possible de diminuer le pouvoir oxydant qu'en diminuant la quantité du constituant oxyde sans diminuer la quantité du constituant alcalin. quand la teneur en oxyde de Cr du laitier est accrue, un inconvénient est que le pouvoir d'affinage du laitier est diminué et qu'il se solidifie facilement. A une teneur en constituant oxyde de 5 à 500/0, on obtient de bons résultats.

Quand la teneur est inférieure à 5%, 1 'oxydation du bain de fonte n'est pas satisfaisante et par suite, la déphosphoration et la dénitration ne sont pas satisfaisantes non plus. Par contre, quand la teneur dépasse 50%, la fluidité du laitier est diminuée et dans le pire des cas, le laitier se solidifie et la réaction de déphosphorationdénitration ne se déroule pas de façon satisfaisante. La gamme préférée est de 15 à 50% et plus spécialement de 2D à 40%.

Dans l'affinage de la fonte Or, SiO2 et Cr203 sont des ingrédients nuisibles du laitier qui proviennent inévitablement des matières réfractaires. Il faut les exclure le plus possible parce qu'ils se combinent aux composés alcalins et à CaO et diminuent ainsi le pouvoir d'affinage du laitier. Afin de contrarier leur effet nuisible, le laitier utilisé dans le procédé de l'invention peut contenir moins de 40% en poids d'au moins un oxyde ou carbonate alcalino-terreux, plus spécialement de CaO, CaCO3 etc.. (appelé simplement ciaprès constituant alcalino-terreux).Da point de vue de la maniabilité et du pris, CaO est préf érable On utilise avantageusement l'oxyde de calcium (CaO) pour régler la basicité, le point de fusion, la viscosité etc.. de la seorie et protéger les matières réfractaires.

De façon bien connue, l'addition de CaO élève le point de fusion du laitier. Dont, lorsqu'on veut obtenir une bonne fluidité da laitier ou lorsque la quantité de
SiO2 comme impureté nuisible est négligeable, il est désirable d'ajouter peu de constituant alálino-terreux ou de ne pas en ajouter du tout.

Les oxydes et carbonates alcalino-terreux jouent aussi un rôle de réactif dans la déphosphoration et la dénitration. Toutefois, la quantité nécessaire de ces corps se forme par oxydation du fluorure ou chlorure alcalino-terreux contenu dans le laitier même si on ne les ajoute pas intentionnellement. Donc, la teneur en constituant alcalino-terreux est inférieure à 40%. S'il est présent à raison de 400% ou davantage, il nuit à la fluidité du laitier et retarde la réaction de déphosphoration et de dénitration et dans le pire des cas, il solidifie le laitier. La teneur préférée est de 5 à 20% et plus spécialement de 7 à 15%.

En ce qui concerne la déphosphoration de la fonte Cr par le laitier contenant de l'oxyde-et/ou du carbonate de lithium, au moins un fluorure et/ou chlorure alcalino terreux et au moins un oxyde de fer et/ou de nickel et pouvant contenir au moins un oxyde et/ou carbonate alcalino-terreux, on a trouvé qu'il existe, entre la température, la concentration de Cr et la concentration de
C, l'inégalité suivante

<tb> 1600 C# <SEP> t C# <SEP> <SEP> [-35960/{log([%Cr]/[%C] )
<tb> 21,88} <SEP> - <SEP> 273] C <SEP> (6)
<tb> qui est expliquée en détail dans la demande de brevet japonais publiée sons le N 08 1285/79, déjà citée.

On a trouvé que cette relation est applicable aussi à la déphosphoration de la fonte Cr au moyen du laitier défini plus haut.

A des températures inférieures à celle qui est définie par l'inégalité ci-dessus, l'oxydation de Cr est favorisée, la concentration d'oxyde de Cr dans le laitier augmente et le laitier se solidifie, ce qui inhibe la réaction de déphosphoration. Par contre, & des températu- res supérieures à 160000, les produits de déphosphoration deviennent instables et se décomposent.

L'inégalité ci-dessus est applicable à la dénitration et en pareil cas, la dénitration se produit de façon satisfaisante à des températures atteignant 1850 C, de sorte que, lorsqu'il s'agit uniquement de dénitration, on peut effectuer le traitement à des températures définies par l'inégalité suivante :

Dans le procédé de l'invention, on peut mettre le laitier en contact avee le bain de fonte de différentes façons. On divise le laitier en portions et on le met en contact portion par portion arec le bain de fonte, chaque portion pouvant titre mise en contact avec le bain d'une façon différente. Par exemple, on introduit une portion dans le bain telle quelle, par le fond du bain et on place la portion restante à la surface du bain.

Dans le procédé de l'invention, la quantité de laitier à utiliser n'est pas critique. Mais habituellement, on en utilise 5 à 80 kg par tonne de métal, de préférence 10 à 60 kg par tonne de métal. Quant au constituant alcalin, on l'utilise à raison de 1 à 24 kg par tonne de métal, de préférence de 3 à 12 kg par tonne de métal.

On peut considérer le procédé comme efficace et important industriellement si l'on réalise quant à la déphosphoration une diminution de 50% de la teneur en
P et quant à la dénitration une diminution de 60% de la teneur en N.

Le degré de déphosphoration se définit par la formule % P avant traitement % P après traitement @ 100 (%).

% P avant traitement
Ve même, le degré de dénitration se définit par la formule % N avant traitement -% N après traitement
% N avant traitement
On expliquera maintenant l'invention en détail à propos de la figure unique du dessin annexé.

La figure représente la relation entre le degré de dénitration et la concentration de Na2CO3 du laitier utilisé dans la dénitration d'une fonte Cr contenant 18% de Cr.

Après avoir remarqué le pouvoir de dénitration de la composition de laitier mentionnée ci-dessus, on a étudié la relation entre le degré de dénitration et la composition du laitier. Autrement dit, on a effectué à 155000 le traitement de dénitration d'une fonte Cr contenant 18% de Cr en utilisant des laitiers comprenant 20% de FeO et diverses quantités de Na2CO3, le reste étant formé de CaF2. On utilisait 3 kg du laitier par 100 kg de fonte.

Comme le montre le dessin et comme expliqué plus haut, la quantité préférée de Na2CO3 est de 3 à 20%, plus spécialement de 5 à 15% et il est sans utilité d'en utiliser plus de 30%.

En outre, on a fait une expérience pour vérifier la relation entre la température de traitement, la concentration de Cr et la concentration de C du-bain de fonte, pour des fontes Cr contenant respectivement 12%, 18% et 25% de Cr. Dans cette expérience, on fait fondre chaque fonte Cr dans un creuset en magnésie et on y fait flotter un anneau de graphite dans lequel on place du laitier. Pour la fonte à 12% de Cr, on utilise un laitier comprenant 15% de k2CO3, 10% de CaO, 50% de
CaF2 et 25% de FeO et pour la fonte à 18% de Cr et celle à 25% de Cr, on utilise un laitier comprenant 15% de
Na2C03, 10% de CaO, 50% de CaF2 et 25% de FeO.On utilise chaque laitier à raison de 70 g par kg de métal. Les résultats sont récapitulés au Tableau 1.

TABLEAU 1

<tb> % <SEP> Cr <SEP> 12 <SEP> 18 <SEP> 25
<tb> % <SEP> O <SEP> 5 <SEP> 5,5 <SEP> 6
<tb> température
<tb> limite <SEP> infé
<tb> rieure <SEP> cal
<tb> culée <SEP> d'a- <SEP> 1375 <SEP> 1393 <SEP> 14C)6
<tb> près <SEP> l'iné
<tb> galité <SEP> ci
<tb> dessus, <SEP> en
<tb> OC
<tb> température
<tb> d'essai, <SEP> en
<tb> OC <SEP> 1350 <SEP> 1400 <SEP> 1380 <SEP> 1430 <SEP> 1580 <SEP> 1750 <SEP> 1400 <SEP> 1450
<tb> degré <SEP> de <SEP> dé
<tb> nitration <SEP> o <SEP> o <SEP> o <SEP> o <SEP> O
<tb> degré <SEP> de <SEP> dé- <SEP> e <SEP> À <SEP> ils <SEP> O <SEP> 0
<tb> phosphoration <SEP> A <SEP>
<tb>

bon (#60%), échec ( < 60%),

bon(#50%) échec( < 50%).
L'invention est encore illustrée par des exemples pratiques.

On fond 100 kg de fonte Cr contenant 18% de Cr, 6% de C et moins de 0,05% de Si dans un creuset en gra- phite au moyen d'un four à induction à haute fréquence.

On ajoute en 3 portions, à des intervalles de 5 minutes, des laitiers dont la composition est indiquée au Tableau 2. On agite le métal et le laitier en injectant de l'argon à travers le bouchon poreux prévu au fond du creuset. On poursuit le traitement pendant 15 minutes pendant lesquelles on maintient la température à 1550 C dans tous les exemples excepté l'exemple 12 oû on la maintient à 180000. Le Tableau 2 indique la composition du métal avant et après le traitement.

A titre d'exemples comparatifs, on effectue les mimes opérations dans les mimes conditions en utilisant des laitiers dont la composition est indiquée au Tableau 2. Vans l'exemple comparatif 13, au fond dans un creuset en magnésie une fonte Cr contenant 18% de Cr, 1% de C et moins de 0,05% de Si et on fait flotter sur le bain un anneau de graphite dans lequel on place un laitier.

Le Tableau 2 indique aussi la composition du métal avant et après le traitement. Dans les exemples compa- atifs, les degrés de déphosphoration et de dénitration sont faibles parce que les laitiers utilisés sont dépourvus du constituant halogénure, ou du constituant oxyde, ou parce que la quantité utilisée est incorrecte, que la concentration du composé alcalino-terreux est trop forte ou que la concentration de C dans la fonte est faible, bien que la quantité de constituant alcalin soit du même niveau que dans les exemples selon l'invention.

TABLEAU 2

Exemples <SEP> Exemples <SEP> selon <SEP> l'invention
<tb> comparatifs
<tb> Exemple <SEP> N <SEP> Momant <SEP> de <SEP> Composition <SEP> du <SEP> Laitier <SEP> Quan
<SEP> l'échantil- <SEP> métal, <SEP> % <SEP> Composition <SEP> tité, <SEP> Remarques
<tb> <SEP> lonnage <SEP> P <SEP> Cr <SEP> N <SEP> en
<tb> <SEP> kg
<tb> <SEP> avant
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,030 <SEP> 18,14 <SEP> 0,020 <SEP> K2CO3 <SEP> 13% <SEP> - <SEP> CaO <SEP> 10% <SEP> 3
<tb> <SEP> 1
<tb> <SEP> après
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,015 <SEP> 17,95 <SEP> 0,003 <SEP> CaF2 <SEP> 57% <SEP> - <SEP> FeO3 <SEP> 20%
<tb> <SEP> avant
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,034 <SEP> 30,05 <SEP> 0,030 <SEP> Na2CO3 <SEP> 10% <SEP> CaO <SEP> 15%
<tb> <SEP> 2 <SEP> CaCl2 <SEP> 55% <SEP> - <SEP> 6
<tb> <SEP> après
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,017 <SEP> 29,23 <SEP> 0,009 <SEP> Fe2O3 <SEP> 20%
<tb> <SEP> avant
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,027 <SEP> 17,98 <SEP> 0,018 <SEP> KOH <SEP> 10% <SEP> - <SEP> CaF2 <SEP> 60%
<tb> <SEP> 3 <SEP> FeO3 <SEP> 30% <SEP> 4
<tb> <SEP> après
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,010 <SEP> 17,80 <SEP> 0,005
<tb> <SEP> avant <SEP> déphosphoration <SEP> et <SEP> dé
<SEP> traitement <SEP> 0,028 <SEP> 18,07 <SEP> 0,019 <SEP> K2CO3 <SEP> 20% <SEP> nitration <SEP> médiocres
<tb> <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> à <SEP> cause <SEP> de <SEP> l'absence <SEP> du
<tb> <SEP> après <SEP> 0,026 <SEP> 17,95 <SEP> 0,013 <SEP> FeO3 <SEP> 80% <SEP> constituant <SEP> halogénure
<tb> <SEP> traitement
<tb> <SEP> avant
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,030 <SEP> 18,28 <SEP> 0,019 <SEP> Na2CO3 <SEP> 8% <SEP> CaO <SEP> 50% <SEP> quantité <SEP> de <SEP> CaO <SEP> supé
<SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> rieure <SEP> à <SEP> 40% <SEP> ; <SEP> aussi, <SEP> le
<tb> <SEP> après <SEP> laitier <SEP> se <SEP> solidifie, <SEP> ce
<SEP> traitement <SEP> 0,026 <SEP> 18,15 <SEP> 0,014 <SEP> CaF2 <SEP> 32% <SEP> - <SEP> FeO <SEP> 10% <SEP> qui <SEP> nuit <SEP> à <SEP> la <SEP> réaction
<tb> TABLEAU 2 (suite)

Exemples <SEP> selon <SEP> Exemples <SEP> comparatifs
<tb> <SEP> l'invention
<tb> Exemple <SEP> N <SEP> Momant <SEP> de <SEP> Composition <SEP> du <SEP> Laitier <SEP> Quan
<SEP> l'échantil- <SEP> métal, <SEP> % <SEP> Composition <SEP> tité, <SEP> Remarques
<tb> <SEP> lonnage <SEP> P <SEP> Cr <SEP> N <SEP> en
<tb> <SEP> kg
<tb> <SEP> 6 <SEP> avant <SEP> déphosphoration <SEP> et
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,028 <SEP> 18,33 <SEP> 0,019 <SEP> K2CO3 <SEP> 10% <SEP> - <SEP> CaO <SEP> 20% <SEP> dénitration <SEP> médiocres
<tb> <SEP> après <SEP> 5 <SEP> à <SEP> cause <SEP> de <SEP> l'absence
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,027 <SEP> 18,30 <SEP> 0,013 <SEP> CaF2 <SEP> 70% <SEP> du <SEP> constituant <SEP> oxyde.
<tb>

<SEP> avant <SEP> Oxydation <SEP> du <SEP> bain <SEP> in
<SEP> traitement <SEP> 0,031 <SEP> 18,07 <SEP> 0,023 <SEP> Na2CO3 <SEP> 10% <SEP> - <SEP> suffisante
<tb> <SEP> 7 <SEP> CaF2 <SEP> 35% <SEP> 5 <SEP> quantité <SEP> de <SEP> FeO <SEP> Supé
<SEP> après <SEP> rieure <SEP> à <SEP> 50%; <SEP> aussi,
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,027 <SEP> 17,97 <SEP> 0,019 <SEP> le <SEP> laitier <SEP> se <SEP> solidifie,
<tb> <SEP> avant <SEP> ce <SEP> qui <SEP> entraîne <SEP> une
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,027 <SEP> 17,90 <SEP> 0,021 <SEP> Na2CO3 <SEP> 6% <SEP> - <SEP> CaO <SEP> 5% <SEP> - <SEP> déphosphoration <SEP> et <SEP> une
<tb> <SEP> 8 <SEP> 5 <SEP> dénitration <SEP> insuffisan
<SEP> après <SEP> tes
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,009 <SEP> 17,65 <SEP> 0,003 <SEP> CaCl2 <SEP> 59% <SEP> - <SEP> NiO <SEP> 30%
<tb> <SEP> avant
<tb> <SEP> 9 <SEP> traitement <SEP> 0,025 <SEP> 17,27 <SEP> 0,021 <SEP> K2CO3 <SEP> 7% <SEP> - <SEP> CaCO3 <SEP> 10%
<tb> <SEP> aprèe <SEP> 5
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,010 <SEP> 17,07 <SEP> 0,004 <SEP> CaCl2 <SEP> 53% <SEP> - <SEP> FeO <SEP> 30%
<tb> <SEP> avant
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,029 <SEP> 17,50 <SEP> 0,026 <SEP> NaOH <SEP> 8% <SEP> - <SEP> CaO <SEP> 20% <SEP>
<SEP> 10 <SEP> après <SEP> 5
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,010 <SEP> 17,32 <SEP> 0,005 <SEP> CaF2 <SEP> 52% <SEP> - <SEP> FeO3 <SEP> 20%
<tb> TABLEAU 2 (suite)

Exemple <SEP> Exemples <SEP> selon
<tb> comparatif <SEP> l'invention
<tb> Exemple <SEP> N <SEP> Momant <SEP> de <SEP> Composition <SEP> du <SEP> Laitier <SEP> Quan
<SEP> l'échantil- <SEP> métal, <SEP> % <SEP> Composition <SEP> tité, <SEP> Remarques
<tb> <SEP> lonnage <SEP> P <SEP> Cr <SEP> N <SEP> en
<tb> <SEP> kg
<tb> <SEP> avant
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,025 <SEP> 17,43 <SEP> 0,020 <SEP> K2CO3 <SEP> 10% <SEP> - <SEP> CaO <SEP> 20%
<tb> <SEP> 11 <SEP> 5
<tb> <SEP> après
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,010 <SEP> 17,24 <SEP> 0,003 <SEP> CaF2 <SEP> 50% <SEP> - <SEP> F32O3 <SEP> 20%
<tb> <SEP> avant <SEP> température <SEP> trop <SEP> éle
<SEP> traitement <SEP> 0,023 <SEP> 17,54 <SEP> 0,025 <SEP> Na2CO3 <SEP> 10% <SEP> - <SEP> CaO <SEP> 30% <SEP> vée <SEP> ;<SEP> la <SEP> dénitration <SEP> se
<tb> <SEP> 12 <SEP> 8 <SEP> produit <SEP> seule
<tb> <SEP> après
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,023 <SEP> 17,48 <SEP> 0,006 <SEP> CaF2 <SEP> 35% <SEP> - <SEP> FeO <SEP> 25%
<tb> <SEP> avant <SEP> concentration <SEP> de <SEP> C
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,031 <SEP> 18,24 <SEP> 0,022 <SEP> K2CO3 <SEP> 13% <SEP> - <SEP> CaO <SEP> 10% <SEP> - <SEP> inférieure <SEP> à <SEP> 2%; <SEP> l'oxy
<SEP> 13 <SEP> 3 <SEP> dation <SEP> de <SEP> Cr <SEP> est <SEP> favo
<SEP> après <SEP> risés <SEP> au <SEP> lieu <SEP> de <SEP> la
<tb> <SEP> traitement <SEP> 0,030 <SEP> 17,79 <SEP> 0,019 <SEP> CaF2 <SEP> 57% <SEP> - <SEP> Fe2O3 <SEP> 20% <SEP> déphosphoration <SEP> et <SEP> de
<tb> <SEP> la <SEP> dénitration
<tb>
Le procédé de l'invention est efficace et économique pour la déphosphoration et la dénitration de la fonte Cr.

Autrement dit, en utilisant le laitier auquel est incorporée une quantité assez petite de composés alcalins coflteux, dans une composition déterminée, on maintient un grand pouvoir d'affinage du laitier. Ainsi, le coft du laitier est réduit considérablement et le procédé est commercialement utile. D'autre part, la formation de poussière et de fumée qui accompagne l'utilisation de composés alcalins est diminuée et l'efficacité du fonctionnement est donc remarquablement améliorez. Il faut ajouter que par le procédé de l'invention, on effectue aussi simultanément la désulfuration.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de déphosphoration-dénitration de fonte en fusion contenant au moins 3% de Cr, caractérisé par le fait que l'on maintient la concentration de C de la fonte à au moins 2% en poids et que l'on met la fonte en contact avec un laitier comprenant plus de 30% à 70% en poids d'au moins une substance choisie parmi les fluorures et les chlorures alcalino-terreux, 1,5 à moins de 30% en poids d'au moins une substance choisie parmi les oxydes, hydroxydes et carbonates de sodium et de potassium, 5 à 50% en poids de l'un au moins des oxydes de fer et de nickel, et O à moins de 40%o en poids de l'non au moins des oxydes et carbonates alcalino-terreux, tout en limitant l'oxydation de Or.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on maintient la concentration de Si du bain à 0,2% en poids au maximum.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que pour limiter l'oxydation de

Cr, on diminue la pression partielle de CO de l'atmosphère.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que pour diminuer la pression partielle de CO, on met en contact avec le bain un mélange d'oxygène et de gaz inerte.

5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que pour diminuer la pression partielle de

CO, on applique une dépression.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que pour limiter l'oxydation de Cr, on abaisse le potentiel d'oxygène du bain.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que pour abaisser le potentiel d'oxygène du bain, on augmente la teneur en C du bain.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'on maintient la teneur en C à 5% au moins.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'on maintient la teneur en C à 6% au moins.

10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'on maintient, entre la concentration de

C, la concentration de Cr et la température du bain, la relation représentée par l'inégalité

<tb>

<tb> 273] C.

<tb> 1850 C# <SEP> t c# <SEP> [-35960/{log([Cr] <SEP> / <SEP> [%C] ) <SEP> - <SEP> 21,88}-

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la température ne dépasse pas 1600 C.

12. Procédé selon une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le laitier contient 35 à 60% en poids de l'un au moins des fluorures et chlorures alcalino-terreux, 9 à 20% de l5un au moins des oxydes, hydroxydes et carbonates de sodium et de potassium, 15 à 50% en poids de l'un au moins des oxydes de fer et de nickel, et O à moins de 40% en poids de l'un au moins des oxydes et carbonate alcalino-terreux.

13. Procédé selon lune des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le laitier contient 40 à 60% en poids de l'un au moins des fluorures et chlorures alcalino-terreux, 5 à 15% en poids d'oxydes, hydroxydes et carbonates de sodium et de potassium, 20 à 40% en poids d'oxydes de fer et de nickel et 0 à moins de 40% en poids de l'un au moins des oxydes et carbonates alcalino-terreux.

14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le laitier contient 5 à 20% en poids d'au moins une substance choisie parmi les oxydes et carbonates alcalino-terreux.

15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le laitier contient 7 à 15% en poids d'au moins une substance choisie parmi les oxydes et carbonates alcalino-terreux.