LU82305A1 - PROCESS FOR DESULFURIZING A FUSED METAL - Google Patents
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Description
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La présente invention concerne un perfectionnement relatif à un procédé pour la désulfuration d'un métal en fusion, en particulier, de fonte brute.The present invention relates to an improvement relating to a process for the desulfurization of a molten metal, in particular of pig iron.
On considère qu'un procédé aisé et commode est important pour l'utilisation d'un agent de désulfuration des métaux en fusion. Comme agents de désulfuration convenant le mieux pour une utilisation dans un procédé de prêrêglage, on mentionnera ceux du type des oxydes de métaux alcalins qui sont à réaction rapide et ont un bas point de fusion sous forme de laitier, c'est-à-dire des agents tels que le carbonate de sodium, la soude ’ caustique, le carbonate de potassium et la potasse caustique ou leurs mélanges avec de faibles quantités de fluorure de calcium, de fluorure de sodium, d'oxyde de fer, de fluorure d'aluminium, de fluorure de sodium-aluminium, de fluorure de potassium-aluminium et de fluorure de magnésium.It is believed that an easy and convenient process is important for the use of a desulfurization agent for molten metals. As desulphurizing agents most suitable for use in a presetting process, mention will be made of those of the type of alkali metal oxides which are fast reacting and have a low melting point in the form of slag, i.e. agents such as sodium carbonate, caustic soda, potassium carbonate and caustic potash or their mixtures with small amounts of calcium fluoride, sodium fluoride, iron oxide, aluminum fluoride , sodium aluminum fluoride, potassium aluminum fluoride and magnesium fluoride.
Les agents de désulfuration connus tels que la chaux, le carbonate de calcium, la chaux azotée et le magnésium métallique ne sont pas appropriés pour l'opération de désulfuration par le procédé de prêrêglage du fait qu'ils réagissent trop lentement ou trop rapidement et qu'ils doivent être ajoutés à la masse chaude en fusion en utilisant un appareil de grandes dimensions, si bien qu’ils ne sont pas des agents de désulfuration économiques. Dans le cas de l'utilisation d'un agent de désulfuration du type d'un oxyde de métal alcalin, une réaction de désulfuration d'un métal en fusion est effectuée théoriquement en présence conjointe d'un élément réducteur. En d'autres termes, d'après la » formule réactionnelle, on peut supposer qu'un métal alcalin libre ’ est formé à partir de l'oxyde alcalin au moyen des agents réduc teurs tels que le carbone, le silicium, l'aluminium, le magnésium le titane et le zirconium, pour se lier ensuite au soufre contenu 3 ί _ t r j-_______ _ i * r -n -i 3 __ *t _ \ métal. D’après le diagramme de phases d'un alliage de Fe-Al, il est évident que l'aluminium est précisément l’élément qui est fusible dans la fonte et qui est le plus susceptible d'exercer une action désulfurante jusqu'à son extinction. D'autre part, le magnésium qui est un métal hautement réactif, fond en une plus faible quantité dans la fonte, si bien que sa réactivité est sensiblement inférieure. De plus, lors de son utilisation pour la désulfuration de la fonte brute, l’aluminium offre un avantage du fait qu'il ne réduit pas la basicité du laitier, si bien que la réaction de désulfuration se déroule continuellement dans les mêmes conditions.Known desulfurization agents such as lime, calcium carbonate, nitrogen lime and metallic magnesium are not suitable for the desulfurization operation by the presetting process because they react too slowly or too quickly and that 'They must be added to the hot melt using a large device, so they are not economical desulfurization agents. In the case of the use of a desulfurization agent of the type of an alkali metal oxide, a desulfurization reaction of a molten metal is theoretically carried out in the joint presence of a reducing element. In other words, from the reaction formula it can be assumed that a free alkali metal is formed from the alkali oxide by means of reducing agents such as carbon, silicon, aluminum , magnesium titanium and zirconium, to then bind to the sulfur content 3 ί _ tr j -_______ _ i * r -n -i 3 __ * t _ \ metal. From the phase diagram of a Fe-Al alloy, it is obvious that aluminum is precisely the element which is fusible in cast iron and which is most likely to exert a desulfurizing action until its extinction. On the other hand, magnesium which is a highly reactive metal, melts in a smaller quantity in the cast iron, so that its reactivity is appreciably lower. In addition, when used for the desulphurization of pig iron, aluminum offers an advantage in that it does not reduce the basicity of the slag, so that the desulphurization reaction takes place continuously under the same conditions.
La présente invention a pour objet de fournir un agent de désulfuration se prêtant le mieux au procédé de prérêglage dont la mise en oeuvre est aisée et commode pour la désulfuration des métaux en fusion, en particulier, de la fonte brute, ainsi qu’un procédé approprié pour l’addition de cet agent de désulfuration. En d'autres termes, le procédé de désulfuration consiste, soit à faire fondre préalablement de l'aluminium dans la fonte brute en fusion pour faire ensuite réagir celle-ci avec un agent de désulfuration, soit à incorporer simultanément l’aluminium et l'agent de désulfuration à la fonte brute en fusion. Toutefois, l’aluminium est, de préférence, ajouté à la fonte brute en fusion avant l’agent de désulfuration.The object of the present invention is to provide a desulfurization agent which is best suited to the presetting process, the implementation of which is easy and convenient for the desulfurization of molten metals, in particular of pig iron, as well as a process. suitable for the addition of this desulfurization agent. In other words, the desulfurization process consists either of previously melting aluminum in the molten pig iron to then react it with a desulfurization agent, or of simultaneously incorporating the aluminum and the desulfurization agent for molten pig iron. However, aluminum is preferably added to the molten pig iron before the desulfurization agent.
Comme agent de désulfuration du type d'un oxyde de métal alcalin exerçant les effets souhaités pour le procédé de préréglage, on utilise, sous forme d'une poudre, de grains, d'une masse ou de paillettes, n’importe quel type de substance anhydre, d'hydrate et d'hydrogénocarbonate d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le groupe comprenant le carbonate de potassium, le carbonate de sodium, la soude caustique, la potasse caustique et le carbonate sodique de potassium. De plus, \ ou d'une masse, on peut l'ajouter avec une petite quantité d'un liant organique telle que l'amidon, la dextrine, la colle, une résine naturelle ou une résine synthétique, ou encore d'un liant inorganique tel que du ciment, du verre soluble, de l'argile, de la silice colloïdale ou du phosphate d'aluminium.As the desulfurization agent of the type of an alkali metal oxide which exerts the desired effects for the presetting process, any type of powder is used in the form of a powder, grains, mass or flakes. anhydrous substance, hydrate and hydrogen carbonate of one or more elements chosen from the group comprising potassium carbonate, sodium carbonate, caustic soda, caustic potash and sodium potassium carbonate. In addition, \ or a mass, it can be added with a small amount of an organic binder such as starch, dextrin, glue, a natural resin or a synthetic resin, or a binder inorganic such as cement, water glass, clay, colloidal silica or aluminum phosphate.
L'aluminium métallique sous forme d'une masse, de grains ou d'un élément granulé en poudre est chargé ou introduit dans la masse chaude en fusion mais, afin de retarder la réaction, on peut prévoir, à la périphérie extérieure de cette masse, de ces grains ou de cet élément granulé, un réceptacle, un revêtement ou un support en une matière pouvant ne pas exercer une influence » contraire sur la paroi intérieure réfractaire du récipient contenant la masse chaude en fusion ou sur celle-ci.The metallic aluminum in the form of a mass, of grains or of a granulated powder element is charged or introduced into the hot molten mass but, in order to delay the reaction, provision may be made, at the external periphery of this mass , of these grains or of this granulated element, a receptacle, a coating or a support made of a material which may not exert a contrary influence on the refractory interior wall of the container containing the hot molten mass or on it.
Dans le procédé de désulfuration suivant la présente invention, un agent de désulfuration du type d'un oxyde de métal alcalin, ainsi que de l'aluminium métallique sont soit mélangés juste avant l'utilisation, soit chargés simultanément sous forme d'emballages séparés. A titre de variante, on peut adopter un procédé dans lequel la masse chaude en fusion est coulée après avoir préalablement introduit de l'aluminium métallique dans un récipient de traitement, tandis qu'un agent de désulfuration du type d'un oxyde de métal alcalin est ensuite chargé et ajouté au courant de coulée, au milieudu processus de coulée de la masse en fusion. Le rapport d'utilisation entre l'aluminium métallique et le poids total de l'agent de désulfuration est de 1 à 301 en poids. Avec une quantité d'aluminium métallique inférieure à 1%, l'action réductrice n'influence pas l'agent de désulfuration tandis que, avec une quantité supérieure à 30¾, la quantité de l'agent de désulfuration diminue, si bien que ce dernier doit être utilisé en une grande quantité. En conséquence, l’oxyde d'aluminium est produit en une quantité telle que la fluidité du - s - \In the desulfurization process according to the present invention, a desulfurization agent of the type of an alkali metal oxide, as well as metallic aluminum, are either mixed just before use, or loaded simultaneously in the form of separate packages. Alternatively, a process can be adopted in which the hot molten mass is poured after having previously introduced metallic aluminum into a treatment vessel, while a desulfurization agent of the type of an alkali metal oxide is then charged and added to the casting stream, in the middle of the casting process of the melt. The utilization ratio between metallic aluminum and the total weight of the desulfurization agent is from 1 to 301 by weight. With an amount of metallic aluminum of less than 1%, the reducing action does not influence the desulphurizing agent while, with an amount greater than 30¾, the amount of the desulphurizing agent decreases, so that the latter must be used in large quantities. As a result, aluminum oxide is produced in an amount such that the fluidity of - s - \
Le procédé de désulfuration de l'invention sera décrit ci-après par des exemples comparatifs.The desulfurization process of the invention will be described below by comparative examples.
Dans chacun de ces exemples, on compare les effets de désulfuration exercés par l’addition et l’absence d’addition d'aluminium en utilisant de la fonte brute de la même composition, , ainsi qu'une poche de coulée de métal chaud de la même capacité et en adoptant un procédé de prëréglage. La capacité de cette poche de coulée de métal chaud est de 250 tonnes, tandis que l’on coule 240 tonnes de fonte brute en fusion dans cette poche au ' moyen d'un chariot de mélange, de façon à effectuer un traitement de désulfuration.In each of these examples, the effects of desulphurization exerted by the addition and absence of addition of aluminum are compared using pig iron of the same composition, as well as a ladle of hot metal the same capacity and by adopting a preset process. The capacity of this hot metal ladle is 250 tonnes, while 240 tonnes of molten pig iron are poured into this ladle by means of a mixing trolley, so as to carry out a desulphurization treatment.
D'après ces exemples, on comprendra que l’agent de désulfuration utilisé conjointement avec l'aluminium métallique assure une désulfuration supérieure de 5 - 12¾ à celle de l'agent utilisé seul. JFrom these examples, it will be understood that the desulfurization agent used in conjunction with metallic aluminum provides a desulfurization greater by 5 - 12¾ than that of the agent used alone. J
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