BE346963A - - Google Patents

Description

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  BREVET D'inVENTIOH Procédé de fabrication de métaux. 



   L'invention concerne un perfectionnement dans la com- position d'alliages et de métaux fondus à surface résistante ou résistant à l'abrasion, ainsi que le procédé de fabrica- est tion de tels alliages et fontes. Un des buts/de produire un substituant moins coûteux et meilleur des métaux et alliages employés à fabriquer des métaux fondus résistant à l'abrasion, et notamment de l'acier au manganèse, des aciers spéciaux au chrome et des fontes blanches avec application spéciale aux boules de broyage. 



   La présente invention est destinée à être employée à la production de métaux fondus dont la résistance au frot- tement est d'importance capitale, métaux tels que ceux em- ployés dans le sondage, la fabrication de ciment, de briques, de chaux, les industries de poterie et de porcelaine, dans le broyage de roches ou de sables ou dans toutes les opérations où le broyage ou la pulvérisation est nécessaire. 

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   Un autre but de l'invention est de produire des allia- ges   peu/coûteux   et qui peuvent être employés dans leur état non recuit. Elle a pour but de produire des métaux fondus qui n'éclateront ni ne s'écailleront pendant leur emploi et qui seront dépourvus de soufflures dues aux gaz contenus dans le métal et qui affaiblissent leur structure. Les métaux qui sont l'objet de l'invention auront les qualités, dans leur état non recuit, de ténacité, de densité de structure et de haute cohésion moléculaire et ne se briseront, ne s'écaille- ront ou ne se fissureront pas dans leur emploi. Alors que certains usages seulement. et formes de l'invention sont dé- crits, les équivalents et moyens par lesquels les   marnes   ré- sultats seront obtenus, rentrent dans le cadre de la présen- te invention. 



   Puisque les moyens pour arriver aux analyses par- ticulières des alliages est d'une importance capitale sui- vant l'invention, la composition du métal sera: fer de   97,44   à   95,54%,   carbone de 0,80 à 1,30%, silicium de 0,30 à 1,00%, manganèse de 0,60 à   1,80%,   soufre et phosphore moins que 0,18% 
Un autre type de cet alliage contient le chrome et donne une analyse du métal suivante: fer de 97,44 à 92,54% carbone de 0,80 à   1,30%,   silicium de 0,30 à   1,00%,   manganèse de 0,60 à 1,80% chrome de 0,50 à 3,00%, soufre et phosphore. moins que 0,18% Le métal devient plus dur avec la teneur en   chrome   que l'alliage sans cette teneur.

   Pour de grandes quan- tités de métalx fondus, le maximum de chrome est employé et pour de petites quantités ou bien des métaux fondus à contour compliqué ayant une tendance à se fissurer une plus faible teneur en chrome est préférable. 



   Obtenir ces alliages à partir de matières peu coûteu- ses et abondantes et d'une manière telle que le résultat de 

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 l'analyse soit exact, tel est le but du procédé décrit ci- dessous. 



   Des déchets bacier en quantité quelconque sont chargés dans un four électrique à revêtement acide et fondus. On y additionne des matières en quantité suffisante contenant du carbone tel'que du coke, du charbon, du charbon de-.bois, ou des substances similaires pour obtenir la teneur en carbone désirée pour le mélange. Après avoir chauffé complètement et fondu ces matières, des scories telles que du vieux sable de moulage, du sable neuf, de la brique pilée ou toute autre ma- tière siliceuse similaire additionnée en, quantités suffisan- tes pour former un revêtement sur le bain d'une épaisseur de 1/4 à un demi pouce. Quand ces matières sont fondues, on fait l'épreuve et s'il y a tendance à solidification, de la chaux en quantité suffisante est ajoutée pour rendre la sco-   .rie.fluide.   



   A mesure que le bain et la scorie sont portés à des températures plus élevées, des essais de la scorie sont faits et de petites quantités de'chaux, de matières siliceuses, de fontes, de gueuses, de ferro-manganèse ou des déchets d'acier au manganèse sont additionnés à la scorie, conformément à ses besoins, dans le but de transformer la couleur de la scorie en vert clair ou bleu verdâtre ou vert   jaunâtre.   Quand cette condition est atteinte, la scorie est dans sa meilleure condi- tion de réduction et élimine rapidement les gaz du métal con- formément à la réaction suivante: 
Si   O@   + Fe 0 + 30 Fe Si + 300 
Si O2 + Rn 0 + C= Mn Si + 300 
Les gaz contenus dans le métal sont ainsi absorbés et le raétal est ainsi libéré des premières causes de soufflu- res dans les fontes finies.

   Si le métal n'est pas encore as- sez chaud pour l'écoulement, de la chaux ou toute autre matiè- re oxydante, est mélangée à la scorie afin d'absorber le sili- 

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 cium additionné de la réaction réductrice de la scorie qui 
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 ee:f1tinue et qui est due à l'équation résultante: 
Fe 0 + Si O2 =   Fe Si + 30   
Si le métal est assez chaud pour l'écoulement quand   Inaction,   réductrice de la scorie est à son maximum, on ajou- 
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 te du f8rrO-Lls.nganèse en quantités allant de 0,80 à 1,50; et qui absorbe l'oxygène libéré par la réduction de la scorie et entre en combinaison avec la scorie. Si on n'avait pas fait      cette opération, l'oxygène libfré se serait dissout dans le 
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 métal et eéterminerait des soufflures dans les métaux fondus finis.

   La réaction chimique due à l'addition de ferrc-nanga- nèse est la suivante: 
Fe Si + 0 + 3MN = Fe Si + 3Mno ' 
Après cela les alliages sont versés dans les réci- 
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 pients et pendant qu'ils sont versés on additionne de 0,30 à 1,S0;s de silici'n sous la forme de copeaux de ferro-silicium. 3= vaisur c-s celui-ci, dans de tels pourcentages; consiste dans la durabilité qu'il donne à l'alliage et dans la sécurité con- tre l'absorption de l'oxygène ou d'autres gaz pendant que le métal est versé dans les soûles. 



   Comme autre précaution contre l'absorption des gaz 
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 r.r 1Ta71iage, avant que celui-ci n'atteigne son état solide. on additionne de petites quantités d'aluminium pendant qu'on verse le métal dans les moules pour absorber tous les gaz pré- sents dans les moules. 



   Quand on désire un métal encore plus dur, du ferro- 
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 s:ér.âe en quantité allant de 0,50 à 3,00fi est additionné au r.1 dans le récipient. Comme il a été mentionné plus haut, la quantité de ferro-ohr6me additionnée dépond de la nature des   métaux   fendus à fabriquer, une plus grande quantité étant employée pour les métaux fondus lourds et de grandes   dimen-   sicnw que peur ceux de petites dimensions ou de formes com-   pliquées.   

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   Les métaux fabriqués par ce procédé et de cette ma- nière peuvent être versés dans des moules de sable ou des mou- les froids et les fontes finies ont les   marnes   caractéristiques quand elles sont fabriquées dans chacun des procédés. Ceci est dû au fait que les   métaux   contiennent du carbone à un état tel qu'il n'est pas ajouté d'effet refroidissant par un moule eln fer. 



   Le plus, les métaux fondus fabriqués sont employés dans leur état brut et non recuit et obtenus d'une façon peu coûteuse en éliminant toute opération de traitement par la chaleur et de plus les fontes, après refroidissement dans leur moule, sont tenaces, ont une cohésion moléculaire élevée assu- rant en plus des qualités de résistance sans être dures ou cas- santes. 



   REVENDICATIONS. 



   1. Un métal résistant à l'abrasion consistant en un al- liage contenant de   97,94   à 95,54% de fer;   0,80 à   1,30% de car- bone; 0,30 à 1,00 % de silicium; 0,60 à 1, 80% de manganèse; et moins que   0,18%'de   soufre et de phosphore. 



   2, Un métal résistant à l'abrasion consistant en un alliage contenant   97,44   à 92,54% de fer; 0,30 à 1,00% de si- licium; 0,60 à 1,80% de manganèse; 0,50 à 3,00% de   chrôme   et   0,80 à     1,30%   de carbone; et moins que   0,18%   de soufre et de phosphore. 



   3. Un métal résistant à l'abrasion, non recuit, consis- tant en un alliage contenant 97,974   à   95.54% de fer; 0,80 à 1,30% de carbone; 0,30 à   1,00%   de silicium; 0,60 à   1,80%   de manganèse; et moins que 0,18% de soufre et de phosphore. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 4. Un métal résistant à l'abrasion et non recuit con- sistant en un alliage contenant 97,.44 à 92,54% de fer; 0,80 à 1,30% de carbone; 0,30 à 1,00)de silicium; 0,60 à 1,80% de man- <Desc/Clms Page number 6> ganèse; 0,50 à 3,00% de chrome et moins que 0,18% de soufre et de phosphore.

   5. Un métal contenant en combinaison 97,94 à 95,54% de fer ; 0,80 à 1,30% de carbone; 0,30 à 1,00/de silicium; 0,60 à 1,80% de manganèse; et moins que 0,18% de soufre et de phospho- re.

   6. Un métal consistant en un alliage contenant 97,44 à 92,54% de fer; 0,80 à 1,30% de carbone; 0,30 à 1,00% silicium 0,60 à 1,50µde manganèse; 0,50 à 3,00% de chrome; et moins que 0,18% de soufre et de phosphore.

   7. Un alliage à surface résistante contenant comme élé- ments principaux en combinaison avec le fer, 0,80 à 1,30% de carbone; 0,30 à 1,00% de silicium; 0,60 à 1,80% de manganèse; et du soufre et du phosphore en quantité n'excédant pas effec- tivement 0,18% 8. Un alliage de fer à surface résistante contenant comme éléments principaux en combinaison avec le fer 0,80 à 1,30% de carbone; 0,30 à 1,00% de silicium; 0,60 à 1,80% de manganèse; 0,50 à 3,00%de chrome; et moins que 0,18% de soufre et de phos- phore.

   9. Un procédé pour fabriquer un alliage composé en combi- naison avec le fer de 0,80 à 1,30% de carbone; 0,30 à 1,00% de silicium; de 0,60 à 1,80% de manganèse; et de soufre et de phos- phore n'excédant pas 0,18%, qui consiste à fondre des déchets d'acier dans un four électrique à revêtement acide; à addition- ner des matières contenant du carbone dans un pourcentage dési- ré ; à additionner du sable ou d'autres matières siliceuses pour former une couche de scories d'un quart à un demi pouce; à ad- ditionner de la chaux pour rendre la scorie fluide ;

   à addition- ner de la chaux, des matières siliceuses, de la fonte, des gneu- ses, du ferro-manganèse ou. des déchets d'acier au manganèse en petites quantités jusqu'à ce que la dite scorie devienne d'une <Desc/Clms Page number 7> couleur vert jaunâtre et par laquelle les gaz sont éliminés du dit alliage; à additionner'du ferro-manganèse en quantité allant de 0,80 à 2,50% par lequel l'oxygène est absorbé par le dit métal ; à additionner de 0,30 à 1,00% de copeaux de ferro- silicium; et à additionner de petites pièces d'aluminium pen- dant que le dit alliage est versé dans les moules et par le- quel les gaz présents dans les dits moules sont absorbés.

   10, Procède pour fabriquer un alliage composé, en com- binaison avec le fer de 0,80 à 1,00% de carbone ; 0,30 à 1,00% de silicium; de 0,60 à 1,80% de manganèse; de 0,50 à 3,00% de chrome et de soufre et du phosphore n'excédant pas 0,18% qui consiste à fondre des déchets d'acier dans un four électrique à revêtement acide; à additionner des matières contenant du car- bone dans les pourcentages désirés; à additionner du sable ou d'autres matières siliceuses pour former une couche de scories d'un quart à un demi pouce) à additionner de la chaux pour ren- dre les dites scories fluides;

   à additionner de la chaux, des matières siliceuses, de la fonte, des gueuses, du ferro-manga- nèse ou des déchets d'acier au manganèse en petites quantités jusqu'à ce que les dites scories deviennent d'une cculeur vert jaunâtre et par lesquelles les gaz sont éliminés du dit alliage; à additionner du ferro-manganèse en quantités allant de 0,80 à 2,50% par lequel de l'oxygène est absorbé par le dit métal; à additionner 0,30 à 1,20% de copeaux de ferro-silicium; à addi- tionner du ferro-chrôme dans les pouroentages désirés; à addi- tionner de petites pièces d'aluminium pendant que le dit allia- ge est versé dans les moules et par lequel les gaz y présent sont absorbés.

   Il. Le procédé pour fabriquer un alliage composé en com- binaison avec le fer, de carbone, de silicium, manganèse, sou- fre et phosphore dans des proportions désirées, qui consiste à fondre des déchets d'acier dans un four électrique à revêtement <Desc/Clms Page number 8> acide; à additionner des matières contenant du carbone dans des pourcentages désirés; à additionner du sable ou d'autres matières siliceuses pour former une couche de scories d'un quart à un demi pouce; à additionner de la chaux pour rendre les scories fluides; à addtionner de la chaux, des matières siliceuses, de la fonte, des gueuses, du ferro-manganèse ou des déchets d'acier au manganèse en petites quantités jusqu'à ce que les scories deviennent vert jaunâtre et par lesquelles sont élimines les gaz du dit alliage;

   et à additionner du ferro- silicium dans la proportion désirée.

   12. Le procédé pour fabriquer un alliage composé, en com- binaison avec le fer, de carbone, de silicium, de manganèse* do soufre et de phosphore et de chrome dans les proportions dé- sirées, qui consiste à fondre des déchets d'acier dans un four électrique à revêtement acide; à additionner des matières con- tenant du carbone, dans des pourcentages désirés; à addition- ner du sable ou d'autres matières siliceuses pour former une couche de scories d'un quart à un demi-pouce;

   à additionner de la chaux pour rendre les dites scories fluides;. à additionner de la chaux, des matières siliceuses, de la fonte, des gueusest du ferro-manganèse, ou des déchets d'acier au manganèse en pe- tites quantités jsuqu'à ce que les dites scories deviennent d'un vert jaunâtre par lesquelles les gaz sont éliminés du dit alliage, à additionner du ferro-manganèse en plus grande quan- tité ; à additionner du ferro-silicium dans les pourcentages dé- sirés ; et à additionner du ferro-chrôme en quantités désirées.

   13. Procédé pour fabriquer un alliage composé à surfa- ae résistante en combinaison avec le fer, de carbone, de sili- cium, de manganèse, de soufre et de phosphore en proportions désirées qui consiste à fondre des déchets d'acier dans un four èlectrique à revêtement acide; à additionner des matières .-on- tenant du carbone dans des pourcentages désirés; à additionner <Desc/Clms Page number 9> du sable ou d'autres matières siliceuses pour former une cou- che de scories de façon à rendre les dites scories fluides;

   à additionner de la chaux, des matières siliceuses, de la fonte, deg gueuses, du ferro-manganèse, ou des déchets d'acier au man- ganèse en petites quantités jusqu'à ce que les dites scories deviennent d'un vert jaunâtre et par lesquelles les gaz sont élimines du dit alliage; à additionner du feer-manganèse en plus grandes quantités par lequel l'oxygène est ensuite absor- bé; à additionner du ferro-silicium dans le pourcentage désiré.

   14. Procédé pour fabriquer un alliage composé à surface résistante en combinaison avec le fer, de carbone, de silicium, de manganèse, soufre et phosphore, et chrome en proportions désirées, qui consiste à fondre des déchets d'acier dans un four électrique à revêtement acide; à additionner des matières contenant du carbone dans le pourcentage désiré; à additionner du'sable ou d'autres matières siliceuses dans le pourcentage désiré; à additionner du sable ou d'autres matières siliceuses pour former une couche de scories d'un quart à un demi pouce; à additionner de la chaux pour rendre les scories fluides;

   à travailler ces scories avec de la chaux, des matières siliceu- ses, de'la fonte, des gueuses, du ferro-manganèse, ou des dé- chets d'acier au manganèse en petites quantités jusqu'à ce que les dites scories aient une couleur vert-jaunâtre par lesquel- les les gaz sont éliminés du dit alliage; à additionner du fer- ro-manganèse en plus grande quantité par lequel l'oxygène est ensuite absorbé; à additionner du ferro-silicium dans des pour-- pentages désirés; et à additionner du chrome dans la proportion désirée par lequel la structure de l'alliage est ensuite rendue plus dure.

   15, Procédé pour fabriquer des métaux fondus résistants à l'abrasion d'un alliage composé en combinaison avec le fer, de carbone, silicium, manganèse, soufre et phosphore dans les <Desc/Clms Page number 10> proportions désirées, qui consiste à fondre des déchets d'acier dans un four électrique à revêtement acide; à additionner des matières contenant du carbone dans des pourcentages désirés; à additionner du sable ou d'autres matières siliceuses pour former mie couche de scories d'un quart à un demi pouce; à additionner de la chaux pour rendre ces dites scories fluides;

   à addition ner de la chaux, des matières siliceuses, de la fonte, des gueu- ses, du ferro-manganèse ou des déchets d'acier au manganèse en petites quantités jusqu'à ce que les dites scories deviennent vert jaunâtre par lesquelles les gaz sont éliminés du dit al- liage; à additionner du ferro-manganèse en plus grande quantité par lequel l'oxygène est ensuite absorbé; à additionner des co- peaux de ferro-silicium dans les pourcentages désirés; et à additionner de petites quantités d'aluminium pendant que le dit alliage est versé dans des moules par lequel les gaz y contenus sent absorbés.

   16. Procédé pour fabriquer des métaux fondus résistant à l'abrasion d'un alliage composé en combinaison avec le fer, de carbone, de silicium, manganèse, soufre et phosphore et chrô- me'dans les proportions désirées qui consiste à fondre des dé- chats d'acier dans un four électrique à revêtement acide; à ad- ditionr.er des matières contenant du carbone dans les pourcenta- ges désirés; à additionner du sable ou d'autres matières sili- euses pour former une couche d'un quart à un demi pouce de sco- ries ; à additionner de la chaux pour rendre les dites scories fluides;

   à additionner de la chaux, des matières siliceuses de la fonte, des gueuses, du ferro-manganèse ou des déchets d'acien au manganèse en petites quantités jusqu'à ce que les dites sco- ries deviennent vert jaunâtre par lesquelles les gaz sont éli- mines du dit alliage; à additionner du ferro-manganèse en plus grande quantité par lequel l'oxygène est ensuite absorbé; à additionner du ferro-silicium en quantité désirée; à addition- ner du chrôme en proportion désirée; à additionner de petites <Desc/Clms Page number 11> quantités d'aluminium pendant que le dit alliage est versé dans des moules par lequel les gaz sont absorbés.

   17. Procédé pour fabriquer des métaux fondus résistant à l'abrasion d'un alliage composé en combinaison avec le fer, de carbone de 0,80 à 1,30%; de silicium de 0,30 à 1,00%; de manganèse 0,60 à 1,80%; et do soufre et de phosphore n'excé- dant pas 0,18% qui consiste à fondre des déchets d'acier dans un four électrique à revêtement acide; à additionner des ma- tières contenant du carbone dans le pourcentage désiré; à ad- ditionner du sable ou. d'autres matières siliceuses pour for- mer une couche de scories d'un quart ou un demi-pouce: à ad- ditionner de la chaux pour rendre les dites scories fluides;

   à travailler les dites scories avec de la chaux, des matières siliceuses, la fonte, des gueuses, du ferro-manganèse ou de l'acier au manganèse en.petites quantités jusqu'à ce que les dites scories deviennent vert jaunâtre par lesquelles les gaz sont éliminés du dit alliage; à additionner de 0,80 à 2,50% de manganèse par lequel l'oxygène est ensuite absorbé; à addition- ner de 0,30 à 1,20% de copeaux de ferro-silicium pendant que le dit alliage est vers et à additionner de petites quantités d'aluminium au métal fondu dans les moules par lequel'les gaz contenus dans les moules sont absorbés.

   18. procédé pour fabriquer des métaux fondus résistants à l'abrasion d'un alliage composé en combinaison avec le fer, de carbone de 0,80 à 1,30%; de silicium de 0,30 à 1,00% de manganèse de 0,60 à 1,80%; de soufre et phosphore n'excédant pas 0,18% et de chrome de 0,50 à 3,00%, qui consiste à fondre des déchets d'acier dans un four électrique à revêtement aci- de; à additionner des matières contenant du carbone dans le pourcentage désiré; à additionner du sable ou d'autres ;amtiè= res siliceuses pour former une couche de scories d'un quart à un demi pouce; à additionner de la chaux pour rendre ces dites <Desc/Clms Page number 12> scories fluides;

   à travailler les dites scories avec de la chaux, des matières siliceuses, de la fonte. des gueuses, du ferro-manganèse ou des déchets d'acier au manganèse en petites Quantités jusqu'à ce que les dites scories deviennent vert jau- ntre par lesquelles les gaz sont éliminés du dit alliage9 à additionner 0,80 à 250% de ferro-manganèse par lequel l'oxy- gène est ensuite absorba; à additionner de 0,30 à 1,20% de copeaux de silicium et 0,50 à 3,00% de ferrochrôme; et à ade ditionner des petites quantités d'aluminium au métal fondu dans les moules par lequel les gaz contenus dans les moules sont ab- sorbés.

   19. Dans le procédé de fabrication d'alliage de métaux fendus tels que décrit, les phases qui consistent à fondre les déchets d'acier dans un four électrique à revêtement acide et à additionner des matières contenant du carbone pour déterminer la teneur en carbone suivant le pourcentage désire.

   20. Lans un procédé de fabrication d'alliage de métaux fondus tel que décrit, la phase qui consiste à additionner de petites quantités d'aluminium au métal fondu dans les moules par lequel les gaz contenus dans lesmoules sont absorbés.

   21. Dans un procédé de fabrication d'alliage de métaux fondus tel que phases qui consistent à fondre des déchets d'acier dans un four électrique à revêtement acide; à additionner des matières contenant du carbone pour obtenir la teneur en carbone telleque désirée et à additionner les matières siliceuses de façon à former une couche sur le bain d'un quart à un demi pouce d'épaisseur.