LU88252A1 - DESULFURIZATION PRODUCT FOR RAW CAST IRON BATHS AND PROCESS FOR IMPLEMENTING SUCH A PRODUCT - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
PRODUIT DE DESULFURATION POUR BAINS DE FONTE BRUTE ET PROCEDE DE MISE EN OEUVRE D'UN TEL PRODUIT.DESULFURIZATION PRODUCT FOR RAW CAST IRON BATHS AND METHOD FOR IMPLEMENTING SUCH A PRODUCT.
La présente invention concerne un produit de désulfuration pour bains de fonte brute , ainsi qu'un procédé de désulfuration de fonte brute en fusion. L'invention vise plus particulièrement la désulfuration hors du haut fourneau, notamment dans les poches ouvertes et dans les poches torpédo.The present invention relates to a desulphurization product for pig iron baths, as well as a method for desulfurization of molten pig iron. The invention relates more particularly to desulfurization outside the blast furnace, in particular in open pockets and in torpedo pockets.
L'industrie sidérurgique connaît de nombreux produits de désulfuration de la fonte ainsi que des procédés de mise en oeuvre de ces produits, visant, tous, une désulfuration rapide et économique ainsi qu'une faible teneur résiduelle en soufre. Les produits les plus courants sont des mélanges pulvérulents à base de carbure de calcium et/ou de magnésium, qui sont véhiculés à l'aide d'un gaz non oxydant, par exemple un gaz inerte tel que de l'argon ou de l'azote et qui sont injectés, par voie pneumatique, à l'aide d'une lance d'insufflation dans le bain de métal en fusion.The steel industry knows many products for desulfurization of cast iron as well as processes for using these products, all aimed at rapid and economical desulfurization as well as a low residual sulfur content. The most common products are powder mixtures based on calcium carbide and / or magnesium, which are transported using a non-oxidizing gas, for example an inert gas such as argon or nitrogen and which are injected, pneumatically, using an insufflation lance in the molten metal bath.
C'est ainsi que le document DE-PS 17 58 250 préconise un agent de désulfuration constitué d'un mélange de 20 § à 90 I en poids de carbure de calcium et de carbonate de calcium et 2 % à 20 % en poids de carbone.Thus document DE-PS 17 58 250 recommends a desulfurization agent consisting of a mixture of 20 § to 90 I by weight of calcium carbide and calcium carbonate and 2% to 20% by weight of carbon .
Le document DE-AS 25 31 047 propose un produit de désulfuration constitué d'un mélange de carbure de * calcium, de chaux-azote ou de chaux avec une proportion de 0,5 % à 3,5 % en poids de poudre d'aluminium ou de magnésium.Document DE-AS 25 31 047 proposes a desulfurization product consisting of a mixture of calcium carbide, lime-nitrogen or lime with a proportion of 0.5% to 3.5% by weight of powder of aluminum or magnesium.
Dans tous ces produits, le carbure de calcium est l'agent de désulfuration proprement dit, tandis que les autres composants, tels que les carbonates ou le carbone sont des agents générateurs de dégagement gazeux dont le but est de remuer le bain métallique et de stimuler ainsi la dispersion de Γ'agent de désulfuration dans le métal en fusion.In all of these products, calcium carbide is the desulfurization agent proper, while the other components, such as carbonates or carbon, are gas-generating agents whose purpose is to stir the metal bath and stimulate thus the dispersion of the desulfurization agent in the molten metal.
Le document EP-A1 0 164 592 propose également un produit de désulfuration à base de carbure de calcium , mais dans lequel le dégagement gazeux est de l'hydrogène qui est produit par un additif tel que du propylène, du polypropylene, du chlorure de polyvinyle etc.The document EP-A1 0 164 592 also proposes a desulfurization product based on calcium carbide, but in which the gas evolution is hydrogen which is produced by an additive such as propylene, polypropylene, polyvinyl chloride etc.
Le produit de désulfuration proposé par le document EP-A1 0 226 994 contient à côté du carbure de calcium du charbon séché et au moins 15 % en poids de composants volatiles susceptibles de libérer, après l'entrée du produit dans le bain métallique, de grandes quantités de gaz.The desulphurization product proposed by document EP-A1 0 226 994 contains, alongside the calcium carbide, dried coal and at least 15% by weight of volatile components capable of releasing, after the product has entered the metal bath, large amounts of gas.
Les deux derniers documents préconisent, en outre, d'ajouter au mélange du magnésium car il a été constaté que le magnésium, en tant qu' agent de désulfuration, permet d'accélérer le processus de désulfuration et de réduire la teneur résiduelle en soufre.The last two documents further recommend adding magnesium to the mixture because it has been found that magnesium, as a desulfurization agent, makes it possible to accelerate the desulfurization process and to reduce the residual sulfur content.
Tous ces produits de désulfuration à base de carbure de calcium présentent toutefois un certain nombre d'inconvénients. C'est ainsi que la réaction entre le carbure de calcium et le soufre est une réaction endothermique , ce qui signifie qu'il y a consommation d'énergie. Non seulement le carbure de calcium produit de grandes quantités de scories mais, en plus, ces scories sont polluantes, car elles répandent de mauvaises odeurs du fait que leurs réactions chimiques ne sont pas complètement terminées. Les scories produites par le carbure de calcium sont des scories dures contenant des dispersions résiduelles de fer métallique , équivalant à des pertes non négligeables de fer.All of these calcium carbide desulphurization products however have a certain number of drawbacks. This is how the reaction between calcium carbide and sulfur is an endothermic reaction, which means that there is energy consumption. Not only does calcium carbide produce large quantities of slag, but in addition, these slags are polluting, because they spread bad odors because their chemical reactions are not completely finished. The slag produced by calcium carbide are hard slag containing residual dispersions of metallic iron, equivalent to significant losses of iron.
Le carbure de calcium exige aussi beaucoup de précautions pour la manipulation car il est très dangereux en présence d'eau, notamment de la vapeur d'eau dans l'air de transport pneumatique V C'est la raison aussi pour laquelle il ne peut être transporté qu'en conteneurs bien fermés.Calcium carbide also requires a lot of handling precautions because it is very dangerous in the presence of water, in particular water vapor in the pneumatic conveying air V This is also the reason why it cannot be transported only in tightly closed containers.
Le but de la présente invention est de proposer un nouveau produit de désulfuration qui est au moins aussi performant que les produits connus mais dont la mise en oeuvre est plus économique et qui produit des scories en quantités plus faibles et à qualité plus élevée.The aim of the present invention is to propose a new desulphurization product which is at least as efficient as the known products but whose implementation is more economical and which produces slag in lower quantities and in higher quality.
Pour atteindre cet objectif, la présente invention propose un produit de désulfuration de fonte brute qui est insufflé sous forme pulvérulente, à l'aide d'un gaz de transport pneumatique dans le bain de fonte, caractérisé en ce qu'il est constitué à base de carbures de fer et/ou de ferro-manganèse HC (HC étant l'abréviation courante de "High Carbon").To achieve this objective, the present invention provides a desulphurization product of pig iron which is blown in powder form, using a pneumatic transport gas in the iron bath, characterized in that it consists iron carbides and / or ferro-manganese HC (HC being the common abbreviation for "High Carbon").
Le produit proposé par l'invention contient essentiellement du carbone lié, par exemple sous forme de carbure, car il a été constaté que le carbone lié entre plus facilement en réaction que le carbone seul.The product proposed by the invention essentially contains bound carbon, for example in the form of carbide, since it has been found that the bound carbon enters into reaction more easily than carbon alone.
Selon un mode d'exécution avantageux, le produit est constitué de 50 % à 90 % en poids de carbures métalliques et de 10 % à 50 % en poids de magnésium.According to an advantageous embodiment, the product consists of 50% to 90% by weight of metal carbides and from 10% to 50% by weight of magnesium.
Le magnésium a un effet remuant dans le bain métallique et favorise ainsi la dispersion des carbures métalliques.Magnesium has a stirring effect in the metal bath and thus promotes the dispersion of metal carbides.
Il est également possible d'ajouter au produit jusqu'à 30 % d'un formateur de scories pour la fixation du soufre et améliorer la qualité des scories. Un tel produit peut être de la colémanite, du spath, de la chaux ou magnésie calcinée, de l'alumine, de 1'aluminium, etc.It is also possible to add up to 30% of a slag former to the product for fixing sulfur and improving the quality of slag. Such a product can be colemanite, spar, calcined lime or magnesia, alumina, aluminum, etc.
La réaction entre le soufre et les carbures de fer ou le ferro-manganèse HC est une réaction moins endothermique que celle entre le soufre et le carbure de calcium, si bien que la consommation en énergie est moins élevée.The reaction between sulfur and iron carbides or ferro-manganese HC is a less endothermic reaction than that between sulfur and calcium carbide, so that the energy consumption is lower.
Les carbures métalliques sont concassées et broyées, par exemple dans un broyeur jusqu'à ce que 90% du produit ait atteint une grosseur de grain inférieure à 1 mm et, de préférence, une grosseur de grain autour de 0,6 mm.The metal carbides are crushed and ground, for example in a grinder until 90% of the product has reached a grain size less than 1 mm and, preferably, a grain size around 0.6 mm.
La grosseur de grain du magnésium devrait être inférieure à 1 mm, de préférence autour de 0,5 mm.The grain size of the magnesium should be less than 1 mm, preferably around 0.5 mm.
Le magnésium peut être mélangé aux carbures métalliques de sorte qu'ils sont insufflés ensemble, en mélange, par voie pneumatique dans la fonte en fusion.Magnesium can be mixed with metal carbides so that they are blown together, as a mixture, pneumatically into the molten iron.
Il est également possible, même des fois à recommander, de conserver le magnésium et les carbures métalliques à part et de les mélanger seulement dans la conduite de transport pneumatique, voire dans la lance d'insufflation.It is also possible, even sometimes recommended, to keep magnesium and metal carbides apart and to mix them only in the pneumatic conveying line, even in the insufflation lance.
Les additifs tels que les formateurs de scories peuvent être mélangés aux carbures métalliques avant l'insufflation ou être ajoutés lors du transport.Additives such as slag formers can be mixed with metal carbides before insufflation or added during transport.
Etant donné que les quantités de scories sont plus faibles , les pertes en fer sont moins importantes.Since the quantities of slag are lower, the iron losses are less significant.
Comparés aux carbures de calcium, les carbures de fer et le ferro-manganèse HC ont, en outre, l'avantage d'exiger beaucoup moins de précautions pour la manipulation et le transport.Compared to calcium carbides, iron carbides and ferro-manganese HC also have the advantage of requiring much less precautions for handling and transport.
Le carbure de fer, le ferro-manganèse HC ainsi que le magnésium sont, de préférence, enrobés d'un produit approprié p. ex. de l'oxyde de titane, ün tel enrobage améliore la fluidité, diminue la charge électrostatique, ralentit la fusion et réduit l'abrasivité notamment dans les conduites de transport. Cet enrobage peut représenter 0,5 - 5 % en poids du produit et peut être effectué dans un tambour mélangeur.The iron carbide, the ferro-manganese HC as well as the magnesium are preferably coated with a suitable product p. ex. of titanium oxide, such a coating improves the fluidity, reduces the electrostatic charge, slows the melting and reduces the abrasiveness in particular in the transport pipes. This coating can represent 0.5 - 5% by weight of the product and can be carried out in a mixing drum.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de quelques modes d'exécution décrits ci-dessous, à titre non limitatif, en référence aux exemples suivants îThe invention will be better understood on reading some embodiments described below, without implied limitation, with reference to the following examples:
Les essais de désulfuration dont les résultats sont présentés ci-dessous ont tous été effectués dans des poches contenant environ 175 tonnes de fonte brute. La durée de désulfuration de chaque essai était de l'ordre de 8 à 9 minutes.The desulphurization tests, the results of which are presented below, were all carried out in bags containing approximately 175 tonnes of pig iron. The desulfurization time of each test was of the order of 8 to 9 minutes.
Les résultats de cinq essais de désulfuration sont dressés dans le tableau ci-dessous. Les essais I et II sont des essais comparatifs effectués avec un produit de désulfuration classique dont la composition est la suivante : carbure de calcium : 85 % en poids magnésium : 15 % en poids.The results of five desulfurization tests are shown in the table below. Tests I and II are comparative tests carried out with a conventional desulfurization product, the composition of which is as follows: calcium carbide: 85% by weight magnesium: 15% by weight.
Les essais III/ IV et V ont été effectués avec un produit de désulfuration conforme à la présente invention ayant, à titre d'exemple, la composition suivante :Tests III / IV and V were carried out with a desulfurization product in accordance with the present invention having, by way of example, the following composition:
Ferro-manganèse HC : 50 % en poids Magnésium : 25 % en poidsFerro-manganese HC: 50% by weight Magnesium: 25% by weight
Magnésie : 25 % en poids.Magnesia: 25% by weight.
Les abréviations utilisées signifient :The abbreviations used mean:
Si : teneur initiale en soufre, % en poids Sf : teneur finale en soufre, % en poids Q : quantité totale en. kg de produit de désulfuration utilisé P : perte totale en fer par le laitier et par poche exprimée en kg.If: initial sulfur content,% by weight Sf: final sulfur content,% by weight Q: total quantity in. kg of desulphurization product used P: total loss of iron by the slag and by bag expressed in kg.
ESSAIS Si Sf Q PTESTS If Sf Q P
I 0,033 0,005 299 3700 II 0,033 0,007 299 4100 III 0,030 0,004 292 1000 IV 0,033 0,004 341 500 V 0,023 0,004 280 800.I 0.033 0.005 299 3700 II 0.033 0.007 299 4100 III 0.030 0.004 292 1000 IV 0.033 0.004 341 500 V 0.023 0.004 280 800.
Les produits de désulfuration ont à chaque fois été mélangés avant les essais et insufflés par voie pneumatique à l'aide d'une lance à une vitesse de 35 kg par minute.The desulphurization products were each time mixed before the tests and blown pneumatically using a lance at a speed of 35 kg per minute.
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