Brevet FR2747132A1 — publié le 19971010

Mélange désulfurant à base de carbure de calcium Domaine de l'invention L'invention concerne un mélange désulfurant à base de carbure de calcium destiné à être injecté à l'aide d'une lance dans la fonte liquide obtenue au haut -fourneau avant son passage au convertisseur. Etat de la technique Bien que la fonte et le laitier soient coulés séparément du haut-fourneau, il subsiste une quantité appreciable de laitier dans la poche, de l'ordre de 5 kg/t. Par ailleurs, l'utilisation d'un produit désulfurant crée des crasses riches en soufre qu'il faut séparer du métal partant pour le convertisseur. A ce stade, le décrassage est fait mécaniquement, ce qui occasionne des pertes métal par entraînement. Il est connu que l'obtention d'un laitier de désulfuration fluide permet de dimimuer de manière significative les port@s métal lors du décrassage des poches. Pour ce faire, on ajoute dans la poche de métal, avant décrassage, du carbonate de sodium, qui se décompose en oxyde de sodium dont le point de fusion est 1132 C. Les crasses obtenues contiennent alors du sodium nuisible à l'environnement, d'où la recherche d'autres solutions pour réduire les pertes métal. Par ailleurs, l'addition aux désulfurants de métaux réducterus, tels que l'aluminium ou le magnésium, pour accélérer la désulfuration grâce à l'èlimination de l'oxygène dissous dans la fonte, est également connue depuis longtemps, par exemple par le brevet FR 1168646 déposé par l'IRSID en 1957. Le brevet FR 2317361 de KLOCKNER-WERKE décrit un désufflirant à base de poudre de carbure de calcium, de cyanamide calcique ou de chaux auquel on ajoute de 0,5 à 3,5% de poudre d'aluminium ou de magnésium de même granulométrie. On connait également, par le brevet EP 0398674 d'ELKEM METALS, l'addition au carbure de calcium d'ahminate de calcium à bas pomt de fusion pour obtenir une désulfuration plus complète des bains à quantité de mélange injectée constante. Objet de l'invention La demanderesse a trouvé qu'un mélange désulfurant à base de poudre micronisée de carbure de calcium et contenant à la fois de la poudre de magnésium et de la poudre d'aluminium, cette dernière dans un intervalle de concentration bien délimité, permettait une réduction significative des pertes en fer au cours de la désulfuration. L'invention a ainsi pour objet un mélange désulfurant de la fonte d'affinage constitué d'au moins 50% (en poids) de carbure de calcium en poudre de granulométrie mm, de 1 à 20% de magnésmm en poudre de granulométrie d'aluminium en poudre de granulométrie additifs en poudre tels que la chaux, le carbonate de calcium, des produits carbonés et/ou des agents d'enrobage en quantité totale d'au plus 30%. Description de l'invention Le mélange selon l'invention est à base de carbure de calcium technique, qui contient gf'-t mtour do 85; @n poids de C2Ca, le reste étant de la chaux, broyé à une granulométrie inférieure à 0,2 mm, avec moins de 25% des particules dans le domaine de granulométrie 0,1 - 0,2 mm. Ce carbure peut être additionné de chaux en supplément à * celle qrll résulte do la tibrication, de carbonate de calcium, de produits carbonés comme le noir do -iboiLe, , le graphite ou l'anthracite, ou d'autres produits destinés à améliorer la colablité du mélange ou à dégager des gaz permettant une bonne répartition dans désulfurant dans la fonte liquide. On peut également ajouter jusqu'à 2% d'un liant d'enrobage des grams, par exemple de l'huile de ricin hydrogénée comme décrit dans le brevet EP 0511121 de la demanderesse. Le magnésium est apporté au mélange sous fbrme de poudre ou de granules de métal pur ou d'alliage à bue magnésium de granulométrie également être enrobés, comme ceux de carbure de calcium, d'un produit organique, par exemple à base d'acides aliphatiques saturés ou de leurs esters comme décrit au brevet EP 0485309 de la demanderesse. On ajoute enfin au mélange de 5 à 15% de poudre ou granules d'aluminium ou d'alliage à base aluminium pouvant également être enrobés d'un produit identique à celui utilisé pour le magnésium. Le mélange des poudres ou granules se fait avantageusement dans un mélangeur fonctionnant sous gaz neutre, par exemple de l'azote. Les mélanges selon l'invention ont une éfficacité de désulfuration au moins égale à celle des mélanges où l'aluminium est remplacé en quantité égale par du magnésium et n'entrainent donc aucune surconsommation de produit, ce qui est assez inattendu puisque l'aluminium, contrairement au magnésium, n'est pas par lui-même un désulfurant. D'autre part, on forme un laitier plus fluide, plus facile à décrasser et dont le décrassage conduit à des pertes en fer très inférieures. Enfin, les crasses ne contiennent aucun produit nocif pour l'environnement tel que l'oxyde de sodium. Exemple On a comparé l'efficacité de désulfuration et les pertes en fer de 2 mélanges désulfurants de l'art antérieur à base de carbure de calcium technique, le premier contenant 20% (en poids) de granules de magnésium, le second 20% de poudre d'aluminate de chaux, à un troisième mélange, conforme à l'invention, contenant 10% de granules de magnésium et 10% de granules d'aluminium Les essais ont été réalisés sur des poches de 300 t de fonte. La teneur initiale en soufte était voisine de 250 ppm, alors que la teneur finale était d'environ 55 ppm. L'efficacité d'un désulfurant est définie par le rapport du nombre de moles éliminées de la fonte au nombre de moles de désulfurant injecté, c'est à dire, dans le cas présent, des moles de C2Ca et de Mg, l'ahlminium n'étant pas en soi un produit désulfurant. La perte en fer est définie par le rapport de la masse de fonte contenue dans les crasses à la masse de fonte contenue dans la poche de désulfuration. On a obtenu, pour les 3 mélanges, les résultats suivants, qui sont la moyenne de 20 essais réalisés dans des conditions aussi voisines que possible. Mélange Efficacité Perte fer 1 22% 1,1% 2 18% 0,9% 3 23% 0,3% En comparant les mélanges 1 et 3, on constate que leur efficacité en désulfuration est très voisine, mais que l'utilisation du mélange 3 conduit à diviser la perte en fer d'un facteur 3,7. En comparant les mélanges 2 et 3, on constate d'une manière surprenante que l'aluminium conduit à une désulfuration nettement plus efficace et une division de la perte fer par 3, alors qu'on aurait pu s'attendre à des résultats semblables, puisque l'aluminate introduit de l'alumine dans le laitier et que l'aluminium s'oxyde dans la fonte pour former de l'alumine qui se dissout dans le laitier. REVENDICATIONS 1. Mélange désulfurant pour injection dans la fonte d'affinage liquide, constitué d'au moins 50% (en poids) de carbure de calcium en poudre de granulométrie mm, de 1 à 20% de magnésium en poudre ou granules de granulométrie mm et de 5 à 15% d'aluiniun en poudre ou granules de granulométrie mm, avec éventuellement d'autres additifs en poudre tels que la chaux, le carbonate de calcium, des produits carbonés et/ou des agents d'enrobage des grains, la quantité totale d'additifs étant d'au plus 30%. 2. Mélange selon la revendication 1 dans lequel moins de 25% des grams de carbure de calcium ont une granulométrie comprise entre 0,1 et 0,2 mm.