Brevet FR2514368A1 — publié le 19830415

PROCEDE DE DESULFURATION DE LA FONTE PAR LE MAGNESIUM La présente invention a trait à ltélaboration de l'acier. Elle concerne plus précisement la desulfuration de la fonte par le magnésium. On sait que le magnésium est un puissant agent de désulfuration de la fonte. Mais on sait aussi qu'il presente l'inconvénient d'être un produit cher. Le but de l'invention est de réduire la consommation de magnésium en tant qu'agent de désulfuration. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de désulfuration de la fonte par le magnésium, caractérisé en ce que, préalablement au traitement par le magnésium, on désoxyde le bain de fonte à l'aide d'un agent de désoxydation sidérurgique, tel que l'aluminium. Les inventeurs se sont rendus compte, en effet, que la désulfuration de la fonte par le magnésium, ne toperait pas selon un phénomène continu, mais quelle s'amorçait après une période initiale au cours de laquelle le magnésium et le soufre du bain ne réagissaient pas entre eux. Les inventeurs ont observé, par ailleurs, que la durée de cette période de "temporisation" du soufre était liée notamment à la quantité d'oxygène libre ou lié susceptible de réagir avec le magnésium et, qu'en fait, ce dernier désoxydait d'abord le métal avant de se porter sur le soufre. L'invention consiste donc, comme on l'aura compris, en un traitement en deux étapes successives - une première étape que l'on peut qualifier de préparation du bain de fonte à désulfurer, et dans laquelle le magnésium est remplacé par un désoxydant moins couteux, tel que l'aluminium, - une deuxième etape de désulfuration proprement dite dans laquelle le magnésium est substitué à 11 aluminium. La figure unique jointe fera mieux comprendre l'invention. Cette figure montre la courbe de désulfuration d'un bain de fonte en fonction de la quantité de magnésium injectée. Comme on le voit, au départ du traitement, la teneur en soufre du bain n'est pas modifiée. Cette situation se prolonge jusqu'au point A correspondant à une quantité introduite de magnésium qui ne sert qu'à désoxyder le bain. La perte en magnésium de désulfuration ainsi occasionnée est variable selon les cas. Pour fixer les idées, on peut dire qu'elle se situe autour de 100-150g/t fonte environ. Au delà du point A, la desulfuration opère de façon tout à fait efficace puisque la pente de la courbe est voisine de l'unité, ce qui correspond à la formation de MgS avec un rendement voisin de 100 Z en magnésium. La courbe s'aplanit ensuite dans les basses teneurs en soufre en raison de l'augmentation de plus en plus forte de la solubilité du magnésium au fur et à mesure de la disparition du soufre. Comme on l'a dit, la présence de ce palier du soufre jusqu'au point A correspond essentiellement à une phase liminaire de désoxydation du bain. D'autres facteurs interviennent, comme la perte de magnésium par évaporation lors de l'approche de la lance d'injection (l1introduction du magnésium se fait généralement sous forme de poudre par une lance immergée) ou une mise en solution du magnésium liée au produit de solu bilité du MgS à la teneur initiale en soufre. Mais ces facteurs demeurent de second ordre par rapport à la réaction de formation de MgO qui est très nettement prépondérante. L'idée à la base de l'invention se traduit, sur la figure, par une translation vers la droite de l'axe des ordonnées de manière à réduire la longueur du palier initial du soufre et par conséquent se rapprocher le plus possible du point A. On a vu que cet objectif est atteint en remplaçant, au départ de l'opération, le magnésium par un produit moins coûteux ayant de bonnes proprietés de désoxydant, comme l'aluminium, lequel a en plus l'avantage d'être un produit couramment utilisé en sidérurgie. Bien entendu la position du point A, et par conséquent l'importance du palier initial du soufre, dépendent de plusieurs facteurs, comme les teneurs du bain en oxygène et en soufre, et de façon plus générale, des conditions locales propres à l'usine. Mais l'homme de métier saura dans chaque cas déterminer, en fonction de ses souhaits ou nécessites, les quantités de désoxydant à substituer au magnésium afin de se rapprocher le plus possible du point A. La mise en oeuvre industrielle du procédé selon l'invention ne pose aucune difficulté particulière non maîtrisée, L'aluminium (ou tout autre désoxydant de substitution) peut avantageusement être introduit en morceaux dans le métal au cours de l'opération de transfert entre le mélangeur et la poche de traitement. Puis le magnésium est injecté en poche sous forme de poudre selon la pratique habituelle de la lance immergée. A l'heure actuelle, la diminution de la consommation de magnésium procurée par la mise en oeuvre de l'invention se traduit par une réduc tion du coût de la désulfuration estimee à près de 1F50 par tonne de fonte (francs français 1981). REVENDICATIONS 10) Procédé de désulfuration de la fonte par le magnésium, caracté- risé en ce que, préalablement au traitement par le magnésium, on désoxyde le bain de fonte avec un agent de desoxydation sidérurgique. 2") Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de désoxydation utilisé est de l'aluminium. 3 ) Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on introduit l'agent de désoxydation dans le bain de fonte lors du transfert dudit bain depuis le mélangeur jusqu'à la poche de traitement et en ce que l'on injecte ensuite le magnésium sous forme pulvérulente dans le bain métallique à l'aide d'une lance immergée.