Brevet FR2132182A1 — publié le 19721117

i 2132182 La présente invention concerne un fondant basique pour laitier sidérurgique . On connaît le rôle du laitier dans les opérations de fonderie de l'acier; le laitier, en réagissant avec le métal fondu, absorbe 5 diverses impuretés telles que des silicates, des oxydes et autres combinaisons complexes . lia réaction entre le laitier et le métal fondu est très importante pour la production de l'acier,aussi bien dans les fours à arc que dans les fours Martin Siemens,ainsi que dans les con-10 vertisseurs à oxygène, dans lesquels le contact continu entre le laitier et le métal fondu doit avoir lieu sur de grandes quantités de produit .Pour que le processus s'amorce avec régularité, il est donc nécessaire que le laitier se forme aussi rapidement que possible à la viscosité voulue .Cette rapidité dans la formation 15 du laitier est encore plus ressentie dans la technique moderne où la tendance est à l'accélération de toutes les phases du processus de fondèrie de l'acier . Par ailleurs, le laitier est formé en introduisant .dans le bain de métal de la chaux ou de la castine qui mettent un certain 20 temps pour atteindre l'état fondu et amorcer son effet de scorifi-cation. Pour abaisser ce temps de mise en fusion, il est déjà connu d'introduire dans le four, en même temps que de la chaux et de la castine,certains fondants qui sont effectivement aptes à accélérer la formation du laitier fondu . 25 Les fondants les plus connus à l'heure actuelle sont essen tiellement constitués par la fluorite et la bauxite ; cependant, ces fondants renferment généralement diverses impuretés telles que par exemple de la silice, des silicates et du soufre, qui amènent (fes retards et des inconvénients dans le développement noïmal des 30 opérations de production de l'acier .Le soufre en particulier est considéré comme une impureté extrêmement nuisible pour l*acier,et sa présence doit donc être réduite le plus possible . A la suite de recherches précises, la Demanderesse a trouvé, de façon surprenante, que l'on peut éliminer ces inconvénients, con-35 formément à l'invention, en mettant en oeuvre,comme fondants pratiquement purs, des hydroxydes et/ou des carbonates de métaux alcalins .Ces fondants,outre le fait qu'ils amènent rapidement le laitier à la fluidité requise, présentent le double avantage de n'introduire aucune impureté et d'aider le laiti- r à maintenir sa 40 basicité nécessaire .La Demanderesse a également remarqué, comme 72 11034 2 2132182 autre résultat, que les fondants selon l'invention ne donnent aucun gaz ou aucune fumée polluante , contrairement à ce qui arrive lorsqu'on met en oeuvre de la fluorite . Conformément à la présente invention, on met en oeuvre de pré-5 férence comme fondants, de l'hydroxyde de sodium (NaOH) industriel et/ou du carbonate de sodium ( soude Solvey Na^CO^ ), qui sont d'un prix relativement abordable sur le marché industriel . Aucun des produits mentionnés ci-dessus, et en particulier ni l'hydroxyde de sodium, ni le carbonate de sodium -, n'a été utilisé 10 jusqu'à maintenant dans le traitement de l'acier .Seul le carbonate de sodium a déjà trouvé une certaine utilisation dans la fabrication de la fonte ; 11 y a cependant lieu de noter que dans ce cas le carbonate de sodium n'est pas utilisé en tant que fondant du laitier, mais simplement afin d'obtenir un effet de désulfuration 15 sur la fonte. A cet effet, il est mis en contact direct avec la fonte en fusion, en étant placé par exemple au fond des poches de coulée avant que la fonte en fusion y soit versée . Inversement, on essaie d'éviter dans la mesure du possible un contact entre le carbonate de sodium et le laitier, du fait que dans ce cas , le 20 sel est absorbé par le laitier et il est perdu dans la mesure où son effet de désulfuration sur la fonte est concerné .Ainsi, sur le plan pratique, on n'a jamais fait état du fait que les composés du sodium selon l'invention puissent avoir des caractéristiques de fondants, en particulier pour les laitiers d'acier . 25 Le fondant selon 1'invention peut être chargé dans le four en même temps que de la chaux et/ou de la castine afin de former le laitier ; pendant le traitement de fusion, on peut cependant charger également le fondant directement sur le laitier fondu ou à l'état semi-fondu à fluidifier . 30 En pratique, on a remarqué que le meilleur effet des fondants selon l'invention est obtenu en mélangeant tout d'abord ledit fondant avec une certaine quantité de produits scorifiants connus . Selon le type de four dans lequel ils sont utilisés et selon les conditions de travail de l'acier, on prépare des mélanges consis-35 tant en 40 à 80$ en poids d'hydroxyde de sodium et/ou de carbonate de sodium, et 20 à 60% en poids de chaux et/ou de castine, de dolomie , de ciment alumineux, et de bauxite . De façon préférée, on réduit au préalable en poudre ou en granules de dimensions non supérieures à 10 à 20 mm de diamètre, le ^0 mélange ainsi composé, auquel on ajoute éventuellement un faible 72 11034 3 2132182 pourcentage ( par exemple de 5 à 8%) d'eau ou de tout autre liant chimique, ayant un effet d'amalgamation, puis on moule le produit par compression pour former des briquettes ou des blocs de dimensions plus appropriées pour une utilisation pratique . De 5 tels éléments comprimés peuvent subir également une opération de séchage entre 100 et 200°C. On a remarqué que ces éléments comprimés, dont la composition peut être facilement déterminée et avec une bonne précision ,sont d'une utilisation très avantageuse permettant d'obtenir une forma-10 tion rapide du laitier, avec les caractéristiques de viscosité exactement requises . La formation de ces éléments comprimés n'implique aucune difficulté pratique importante , sauf pour l'addition, comme indiqué ci-dessus, d'un liant durcissant d'un type connu au mélange des 15 composés de sodium et de chaux et/ou de castine . Ces éléments comprimés sont en outre aptes au stcckage par empilement ; à cet effet, ilg sont de préférence recouverts d'une couche protectrice étanche .- Selon les conditions de traitement et l'effet de fluidisation 20 que l'on désire obtenir, on peut éventuellement mélanger les fondants selon l'invention avec des fondants connus, de préférence en faibles proportions, tels que du ciment alumineux et/ou de la bauxite .On peut utiliser à leur tour ces mélanges en vrac, ou , comme indiqué ci-dessus, comprimés sous la forme de briquettes 25 ou de blocs . On a effectué des essais pratiques sur le fondant suivant l'invention et on a obtenu, dans le cadre de la technique connue, des avantages intéressants et une économie, en particulier pour ce qui concerne : 30 -la formation plus rapide du laitier ; -la réduction de la quantité de fondant utilisée ; -l'amélioration de la productivité du four ; -l'obtention de certaines des caractéristiques de basicité requises du laitier ; 35 -une activité chimique réduite du laitier vis-à-vis des revê tements réfractaires basiques du four, due en particulier à la nature basique du fondant ; -l'élimination de gez ou de fumées polluants . Il ressort d'essais pratiques effectués dans différentes con-40 ditions que les mélanges fondants mentionnés ci-dessus, conformes 72 11034 4 2132182 à l'invention, doivent être utilisés suivant les mêmes pourcentages - environ 5 à 20$ , par rapport au poids de laitier, que les fondants connus .Avec le même pourcentage de 5 à 20% , les fondants selon l'invention peuvent être prémélangés avec les pro -duits scorifiants connus, afin de préparer un mélange scorifiant prêt à l'utilisation , ledit mélange étant alors apte à être employé directement dans le processus de fonderie sans avoir be -soin d'autres additions . Leur utilisation s'est montrée utile dans la préparation et dans la formation de laitiers dans les fours de mise en fusion de l'acier tels que les fours Martin-Siemens , les convertisseurs Thomas, les convertisseurs à oxygène du type LD, etc .. Il y a lieu de noter qu'on obtient les avantages ci-dessus non seulement en mettant en oeuvre NaOH ou Na^CO^, mais également d'autres hydroxydes ou carbonates décrié taux alcalins , et en par -ticulier avec KOH et KgCO^ ; cependant, ces autres composés apparaissant, dans l'état actuel de la technique, encore trop coûteux pour être utilisés de façon convenable comme fondants . 72 11034 5 2132182 REVENDICATIONS 1-Fondant basique pour laitier de fonderie d'acier, caractérisé par le fait qu'il est constitué par des hydroxydes et/ou des carbonates de métaux alcalins . 5 2-Fondant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement en hydroxyde de sodium et/ou du carbonate de sodium . 3-Fondant selon la revendication 1 ou la revendication 2 , caractérisé en ce qu'il est en mélange avec de 20 à 40$ en poids 10 de ciment alumineux et/ou de bauxite . 4-Mélange fondant , caractérisé en ce qu'il renferme de 40 à 80# en poids d'un fondant selon la revendication 1 ou la revendication 2, et de 20 à 60$ de chaux, de castine , de dolomie , de ciment alumineux , et/ou de bauxite . 15 5-Mélange fondant selon la revendication 4, caracté r isé en ce qu'il est sous forme de poudre et/ou de granules inférieurs à 20 mm de diamètre . 6-Mélange fondant selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est sous la forme de blocs ou de briquettes, obtenus par 20 compression de poudre et/ou de granules . 7-Mélange fondant selon la revendication 6, dans leauel la poudre et/ou les granules comportent en outre de 5 à 8$ d'eau ou d'un liant chimique . 8-Mélange fondant selon l'une quelconque des revendications 25 4 à 7, caractérisé en ce qu'il a été séché dans un four entre 100 et 200°C. 9-Mélange fondant selon la revendication 6, caractérisé en ce que les blocs ou les briquettes sont revêtus extérieurement d'une couche protectrice étanche . 30 10-Mélange scorifiant caractérisé en ce qu'il renferme de 5 à 20$ en poids d'un fondant ou d'un mélange fondant selon l'une quelconque des revendications 1 à 9* et de 80 à 95/® en poids d'un produit scorifiant connu, tel que la chaux ou la castine .