Bloomery or blast furnace: reduction of manganese

bloomery to blast furnace : the reduction of manganese. A new research

Du bas fourneau au haut fourneau: la réduction du manganèse

Une nouvelle recherche.

Abstract

Until today, the producers of ferromanganese in the blast furnace (Dancoisne, 1977, Truffaut 1989 - 1994) are responsible for the tradition that to reduce MnO, it is necessary to reach the temperature of 1410 ° calculated by Ellingham In fact, it is impossible to reduce manganese oxide MnO as metallic manganese Mn. The blast furnace standard ferromanganese contains about 78% of manganese as mixed car-bides of manganese and iron. Its production requires a very basic slag with a high melting-point of approximately 1550 ° C . To obtain this level of temperature, overheating of the wind (combustion air) at 1200 ° C is necessary. This overheating causes a very significant increase in the temperature of combustion of coke, itself responsible for a partial reduction of silica from the ashes of the coke as volatile Silicon monoxide, SiO. Silicon monoxide comes from the combustion zone with the gas mixture (CO, H2, N2). The iron and manganese mixed carbides are thus protected from oxidation during their passage in front of the tuyeres. The formation of SiO is not possible in the bloomery blown with cold, damp air. If the iron and manganese carbide is formed, the sulphur present in cast iron reacts with the formed manganese carbide and gives manganese sulphide inclusions. When the melt flows into the lower part of the furnace, the manganese carbide is totally oxidized at the level of the blower nozzle and manganese enters the glassy slags, while iron carbide is (partly) preserved. Then, the manganese sulphide inclusions remain the only record of the reduction-oxidation sequence that affects the manganese in the bloomery.

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Résumé. Jusqu’aujourd’hui, les producteurs de ferromanganèse au haut fourneau (Dancoisne 1977, Truffaut 1989-1994) sont responsables de la tradition voulant que pour réduire MnO, il est nécessaire d'atteindre la température de 1410° calculée par Ellingham. En fait, il est impossible de réduire l’oxyde de manganèse MnO en manganèse métallique Mn. Le ferromanganèse standard produit au haut fourneau contient environ 78% de manganèse sous forme de carbures mixtes de manganèse et de fer. Sa production exige un laitier très calcaire, à point de fusion très élevé: la température de coulée de ce laitier est de 1550°C environ. La composition du laitier explique ainsi que la température d’élaboration du ferromanganèse standard est largement supérieure à 1410°. Pour obtenir un tel niveau de température, la surchauffe du vent (air comburant) à 1200°C est nécessaire. Cette surchauffe provoque une augmentation très importante de la température de combustion du coke, elle-même responsable d’une réduction partielle de la silice des cendres du coke en monoxyde de silicium volatil SiO. Le monoxyde de silicium sort de la zone de combustion avec le mélange gazeux (CO, H2, N2). Les carbures mixtes de manganèse et fer se trouve ainsi protégés de l’oxydation lors de leur passage devant les tuyères. La formation de SiO n’est pas possible au bas fourneau soufflé en vent froid et humide. Si de la fonte et du carbure de manganèse s’y forment, le soufre présent dans la fonte réagit avec le carbure de manganèse formé et donne des inclusions de sulfure de manganèse. Lorsque la fonte s’écoule dans le creuset, le carbure de manganèse est totalement oxydé au niveau de la tuyère soufflante et le manganèse passe dans le laitier, tandis que le carbure de fer est (en partie) préservé. Les inclusions de sulfure de manganèse restent ainsi la seule trace de la séquence réduction -oxydation qui affecte le manganèse au bas fourneau.

ET. 29/11/2014

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