Brevet FR2181560A1 — publié le 19731207

La présente invention se rapporte d'une façon générale à la dèsulfuratinn de charges métalliques en fusion. Bien sue l'invention soit applicable plus particulièrement à l'acier en fusion, il est entendu que la composition, objet de cette invention, est utilisable également pour la désulfuration d'autres charges métalliques ferreuses. I1 est connu depuis longtemps d'utiliser de la chaux sous forme d'oxyde de calcium CaO pour assurer la désulfuration des métaux ferreux en fusion. Ce composé est actif et permet, par son incorporation à la charge en fusion, de former un laitier qui retient le soufre et autres impuretés, en permettant leur élimination de la masse de métal. Toutefois, l'oxyde de calcium doit, pour être efficace, se présenter sous une forme aussi pure que possible. Or l'on sait que ce composé présente, à l'état anhydre, un caractère instable. On a déjà proposé également d'utiliser, comme agent de désulfuration, du carbonate de sodium, mais on sait que ce composé peut provoquer une érosion importante du revêtement réfractaire de la poche de coulée, de sorte qu'il ne peut pas être utilisé dans toutes les conditions. I1 est connu enfin d'incorporer, aux compositions désulfurantes destinées aux cnarges métalliques en fusion, des matières thermogènes qui sont généralement dérivées de la technique de l'aluminothermie, c'est-à-dire qu'elles comprennent de l'aluminium et un ou plusieurs oxydants, par exemple des oxydes de fer. Le but de l'invention est d'apporter des perfectionnements aux compositions existantes et de créer une composition désulfurante particulièrement active, n'attaquant pas de façon inaép- table les garnissages réfractaires, par exemple dans la poche de coulée, fournissant un laitier particulièrement fluide et assurant par suite une bonne élimination des impuretés. L'invention est matérialisée dans une composition pour la désulfuration de charges métalliques en fusion, caractérisée en ce quelle renferme, à titre de constituants de base, de l'hydroxyde de calcium et du bicarbonate de soude. L'hydroxyde de calcium, ou chaux éteinte, est un composé stable qui, au contact de l'acier ou du métal en fusion, est déshydraté et transformé en oxyde de calcium CaO actif. Ainsi le composé actif CaO est présent dans la masse de métal à désulfurer e l'état naissant et pur, de sorte que son efficacité est rendue maximum. Le bicarbonate de soude, qui se décompose à 270 C environ agit commue fondant sur l'hydroxyde de calcium, en abaissant son point de fusion. La réunion de ces deux constituants de base participe ainsi à la production d'une composition désulfurante particulièrement efficace. La conversion de l'hydroxyde de calcium Ca(OH)2 en oxyde CaO provoque le dégagement de vapeur d'eau surchauffée qui tend à s'échapper à travers la masse du métal liquide, en créant une turbulence qui favorise la désulfuration par suite de la fixation du soufre par le laitier ainsi forme. L'abaissement du point de fusion de la chaux facilite également le transfert du soufre et la conversion du sulfure de fer présent en sulfure de calcium, ce qui augmente l'intensité de l'effet de désulfuration. Les composés de base formés par l'hydroxyde de calcium et le bicarbonate de soude sont utilisés de préférence selon une quantité allant de 30 à 60% d'hydroxyde de calcium et de 20 à 40% de bicarbonate de soude. On peut utiliser ces composés sous forme pulvérulente ou bien sous forme de granulés. Suivant une autre particularité de l'invention, la composition désulfurante renferme de l'acide stéarique ou un sel de celui-ci. L'acide stéarique ou stéarate confère au laitier formé lors de la désulfuration une meilleure fluidité, qui par conséquent facilite la pénétration et l'absorption ou la fixation d'une quantité maximum du soufre lié au métal. La quantité d'acide stéarique utilisée dans la composition suivant l'invention est comprise judicieusement entre 2 et 10% et de préférence entre 3 et 5% dans le cas d'une composition renfermant également des matières thermogènes comme indiqué plus loin. L'acide stéarique subit une inflammation immédiate, en entratnant en partie la fumée résultant de l'addition de chaux au métal, et en outre cet acide réagit au sein de la masse pour former du stéarate de soude dont l'effet de fluidification est particulièrement intense. Suivant une autre particularité encore, la composition renferme de façon connue des matières thermogènes. Ces matières thermogènes sont utilisables en particulier lorsque le traitement de désulfuration est effectué sur l'acier dans le four, tandis qu'elles peuvent étre utilisées en moins grande quantité ou être absentes quand le traitement a lieu dans la poche de coulée ou dans la lingotière. Le mélange thermogène utilisé dans la composition est formé judicieusement par de l'aluminium et de l'oxyde de fer Fie 203 à titre d'agent oxydant. Ce mélange peut se présenter sous forme d'une poudre dont la granulométrie va avantageusement de 80 à 120-AFA. Un tel mélange subit, lors de sa venue en contact avec l'acier en fusion, une inflammation très rapide qui, par l'élévation de température créée, intervient pour provoquer la fusion de l'hydroxyde de calcium. On indiquera ci-après, à titre non limitatif, deux compositions suivant l'invention utilisables pour la désulfuration de charges métalliques en fusion. Exemple 1 Cette composition, qui renferme un mélange thermogène, est utilisable par exemple dans le four Hydroxyde de calcium, Ca(OH)2 30-60%, par exemple 47% Bicarbonate de soude, C03HNa 10-30% d" 20% Acide stéarique 2-10% d" 3% Mélange thermogène Aluminium en poudre, tamis 80-120 AFA 6-12% d" 8% Fe03, en poudre, tamis 80-120 AF 15-25% d" 22% i001 Exemple 2 Cette formule, ne contenant pas de mélange thermogène, est utilisable en particulier dans la poche de coulée ou la lingotière. Hydroxyde de calcium, Ca(OH)2 45% Bicarbonate de soude, C03HNa 35% Acide stéarique 10% Spath-fluor 10% 100% Dans cette composition, le spath-fluor est ajouté à titre de fondant. Dans chacune de ces compositions, on voit que la conversion de l'hydroxyde de calcium en oxyde fournit du CaO pur à l'étant naissant au sein mdme de la masse de métal, c'est-à-dire dans des conditions permettant d'obtenir une efficacité maximum. Par ailleurs, le dégagement de vapeur qui résulte de cette conversion s'effectue au fur et à mesure de la réaction chimique et il est donc de longue durée. Enfin, la présence d'acide stéarique et la formation de stéarate de soude au sein du mélange permettent d'obtenir, comme indiqué, une meilleure fluidité, réalisant une fixation optimale du soufre. Suivant une autre particularité encore, la composition peut être complétée de façon à obtenir, outre l'action de désulfuration de la charge en fusion, également une action de déphosphoration. A cet effet, on ajoute à la composition de la soude caustique NaOH Ainsi, des résultats avantageux correspondant à la double action désirée peuvent dtre obtenus à l'aide d'une composition mixte renfermant par exemple 10 parties de la composition dé sulfurante décrite précédemment et de 6 à 10 parties de NAOS. Des modifications peuvent être apportées aux modes de mise en oeuvre décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Composition pour la désulfuration de charges métalliques en fusion, notamment d'acier, caractérisée en ce qu'elle renferme, à titre de constituants de base, de l'hydroxyde de calcium Ca(OH) 2 et du bicarbonate de soude C03HNa. 2.- Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce cu'elle renferme de 30 à 60 S d'hydroxyde de calcium Ca(OH)2 et de 20 à 40% de bicarbonate de soude C03HNa. 3.- Composition suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ces composés sont présents sous forme pulvérulente ou sous forme de granules. 4.- Composition suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle renferme de l'acide stéarique ou un sel de celui-ci. 5.- Composition suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle renferme de 2 à 10% et de préférence de 2 à 5% d'acide stéarique ou de sel de celui-ci. 6.- Composition suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle renferme de façon connue des matières thermogènes sous forme de mélange. 7.- Composition suivant la revendication 6, caractérisée en ce que ce mélange thermogène est formé par de l'aluminium ou une substance contenant de l'aluminium et un ou plusieurs oxydants, tels qu'un oxyde de fer. 8.- Composition suivant la revendication 7, caractérisée en ce que le mélange thermogène est présent sous forme d'une poudre dont la granulométrie va de 80 à 120 AFA. 9.- Composition suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle renferme également de la soude caustique en vue d'obtenir un effet simultané de désulfuration et de déphosphoration. 10.- Composition mixte suivant la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle renferme 10 parties de la composition désulfurante suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 et de 6 à 10 parties de soude caustique.