BE440697A

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Publication number: BE440697A
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Description

Procédé pour éliminer les impuretés des pièces de fer et d'acier.

On sait que les impuretés du fer et de l'acier in- fluent défavorablement sur les qualités du métal. Des impuretés comme le soufre, le phosphore, l'arsenic, le silicium, l'oxy- gène ou des composés oxygénés tels que les oxydes sont très difficiles à éliminer. On les trouve en faibles proportions dans tout fer ou acier industriel. La présente invention per- met d'éliminer ces impuretés dans une notable mesure et d'amé- liorer ainsi les qualités mécaniques du métal traité.

L'invention concerne un procédé pour éliminer les impuretés des pièces de fer et d'acier et il consiste essen-

tiellement à maintenir les pièces dans une décharge produite dans un gaz, à une température supérieure à 500 C., pendant un laps de temps qui est plus long que celui requis uniquement pour dégazer les pièces. De préférence on porte la pièce à une température supérieure à 600 C., par exemple de 1000 ou 1100 C.; la température peut atteindre au maximum celle du solidus. Comme gaz de remplissage on peut employer un gaz neutre, par exemple un gaz noble, ou avantageusement un gaz réducteur, par exemple l'hydrogène ou un composé d'hydrogène.

On choisit avantageusement la pression du gaz entre 5 et 0,001 mm. de mercure.

La pièce peut être séparée de la cathode ou consti- tuer elle-même la cathode. Le procédé peut être employé pour des pièces demi-finies ou pour des produits finis.

Lorsqu'on emploie la pièce comme cathode et de l'hy- drogène comme gaz de remplissage, elle se charge énergiquement d'hydrogène ionisé. Cet hydrogène atomique ionisé entrant dans la pièce peut, à la température régnante, réduire facilement les oxydes et former avec les autres impuretés comme le soufre, le phosphore, l'arsenic, etc., des composés d'hydro- gène volatils qui, à la dépression régnante, se dégagent sous forme de vapeurs. Afin de pouvoir maintenir faible la pro- portion d'hydrogène et réaliser néanmoins à des conditions d'ampérage et de voltage avantageuses un chauffage économique à l'aide de la décharge produite dans le gaz, on ajoute à l'hydrogène un autre gaz, par exemple un gaz noble.

Les com- posés d'hydrogène libères ou les vapeurs de soufre ou de phosphore dégagées sont balayés de la chambre du four par une admission continue de gaz de remplissage et le constant maintien du vide.

Par ce procédé on a réussi, avec des durées de recuit allant jusque 20 heures et à une température de 900 C.;- @

à abaisser de plus de 50% la teneur en phosphore et en soufre, ainsi que la teneur en oxygène, du métal recuit. A l'aide d'une température plus élevée ou d'un recuit plus prolongé on réussit à diminuer encore davantage la teneur en impuretés.

Les aciers alliés affinés montrent après le traitement un accroissement de résistance allant jusque 40%, tandis que l'allongement demeure presque constant ; avecl'acier au car- bone ordinaire on a pu réaliser un accroissement de la résis- tance atteignant 15%, sans tenir compte de la diminution de résistance due à la décarbonisation.

Par exemple, on a traité une douille d'acier au chro- me-nickel de 177 mm. de longueur, 145 mm. de diamètre exté- rieur et 22,5 mm. d'épaisseur de paroi, à une température de 1000 C. et sous une pression de 0,4 mm. de mercure dans une atmosphère d'hydrogène gazeux pendant 40 heures au total après un dégazage d'une duree d'environ 4 heures. A la suite de ce traitement la résistance du métal à la traction avait augmenté de 100 kg/mm à 145 kg/mm2.

L'invention concerne en outre un four à vide chauf- fé au moyen d'une décharge à luminescence, notamment un four à recuire ou four de fusion, qui se distingue en ce que la paroi du four et le métal à recuire sont connectés comme électrodes de même nom, par exemple comme cathodes, et une, deux ou plusieurs électrodes opposées, par exemple des a.no- des, isolées et blindées sont introduites dans le four à travers la paroi. Par ce moyen, grâce à l'influence qu'exer- cent les uns sur les autres les champs de la charge spatiale, on procure l'avantage que le four peut fonctionner sous une plus faible tension et avec un courant plus intense.

En cas de fonctionnement avec du courant alter- natif, on connecte la pri se médiane ou le point neutre du transformateur au métal a recuire et on connecte la paroi du n --

four et les extrémites libres du transformateur, par une ré- sistance protectrice ou une résistance stabilisatrice, aux électrodes introduites dans le four à travers la paroi, dont le nombre correspond au nombre de phases. Toutefois, il est avantageux d'intercaler la resistance stabilisatrice dans le conducteur neutre allant au transformateur.

On décrira ci-après l'invention schématiquement plus en detail en se réfèrent au dessin annexé qui représente en coupe un exemple d'exécution d'un four à vide pour le recuit et la fusion, fonctionnant avec du courant continu ou du cou- rant alternatif biphasé et chauffé au moyen d'une décharge à luminescence.

La piece à recuire 1 repose sur un support métalli- que 2 relié électriquement à la paroi du four. Le four se com- pose d'un élément inférieur métallique 3 et d'un élément su- périeur métallique 4 étanche au vide, placé sur l'élément 3 et amovible. L'élément inférieur 3 comporte deux enveloppes intérieures 5 et 6 et l'élément supérieur 4 deux enveloppes intérieures 7 et b. Les intervalles 22, 20 et 23, 21, com- muniquant avec la chambre du four, qui sont compris respec- tivement entre la paroi du four et les enveloppes, et entre deux enveloppes, sont choisis suffisamment étroits pour qu'une decharge a luminescence ne puisse pas s'y produire. 24 et 25 sont des chemises de refroidissement.

Par le raccord 9 on peut introduire une quantité réglée de gaz de remplissage pour maintenir dans le four la dépression voulue d'environ 5 à 0,001 mm. de mercure. Au raccord 10 on relie une pompe à vide.

Il et 12 sont deux électrodes opposées, par exemple des anodes, qui sont introduites dans la chambre du four de manière à être isolées et blindées par rapport à sa paroi. Les conducteurs 14 et 15 vont à la cathode d'une source de courant continu ou

au point neutre 16 de l'enroulement en étoile d'un transfor- mateur 13 avec interposition d'une résistance réglable 26.

Les électrodes opposées 11 et 12 sont connectées au pô'le positif d'une source de courant continu ou aux extrémités libres de l'enroulement d'un transformateur. En cas de fonc- tionnement avec du courant continu, il se forme une couronne luminescente 17 autour de la pièce à traiter et une couronne luminescente 18 autour de la paroi du four, tandis qu'une colonne positive 19 se situe entre les deux.

REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Procédé pour eliminer les impuretés des pièces de fer et d'acier dans une décharge produite dans un gaz, caractérisé en ce qu'on maintient les pièces dans la décharge produite dans un gaz, à une température supérieure à 500 C., pendant un laps de temps qui est plus long que celui requis uniquement pour dégazer les pièces.

Claims

Procédé suivant :La revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe la pièce à une température supérieure à 600 C.

3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, ca- ractérise en ce que la pièce constitue .le cathode de la dé- charge produite dans un gaz.

4..- Procédé suivent les revendications 1 à 3, ca- ractérisé en ce qu'on opère le chauffage dans une atmosphère gazeuse neu tre.

5.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé EMI5.1 en ce qu'on opère le curau.Ffa.bf dél1S unC- "tt,)('>S;;1?;J'e de gé noble.

6.- Procédé suivant les revendications 1 à 3, EMI5.2 caractérisé en ce qu'on opère le cl1auffr. 6<' dE,,is une a t- mosphère d'un gaz réducteur.

7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé 1 @ <Desc/Clms Page number 6> EMI6.1 en cc <..;.u'CJl1 eXé:c)¯Lp le cî:c.ur1'pc dr-'ns une atmosphère o'11y- uroène nu d'un coi;tpos& ê , 11Y".:1'o ;ène. b.- Procède suivant l'une ou l'autre des revendi- c4i:icr:s 4 à '7, ccrectlor-isl en ce que le dw a une dépression de 5 & 0,00.1 de mercure.

Four à vide cni:.uff!j au 1I10yen d'une décharge à iuiiiiiesceiice, nol.Jii1i;E:üt four -i recuire ou four de fusion ser- #.rt ci executer le procède saivziit les revendicstions 1 à 8, c r:ct,rise en ce eue le. paroi du four et le métal à recuire sont eommectes comme électrodes de même noui, 1-)Er exemple CO,1Wle cathodes, et une, deux ou placieurs électrodes opposées par exemple des anodes, isolées et blindées, sont introduites dans le four a travers la paroi.

10.- Procède pour éliminer les impuretés du fer ou de l'acier par traitement dans le vide, en substance comme c'est décrit ci-dessus.

11.- Four à vide chauffé au moyen d'une décharge à luminescence, en substance comme c'est décrit ci-dessus avec référence au dessin annexé.