<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif perfectionné, destiné à améliorer la coulée en lingotières et à protéger la base desdites lingotières
La coulée en lingotière ou dans un moule,que cette coulée soit effectuée par le haut ( à la descente ou en jet) ou par le bas ( coulée par siphon ou en source), est toujours une opération délicate .
Elle risque, par la création de ségrégation, pailles, gouttes froides, criques, bulles de peau, creux axial, retassure, etc ..d'annihiler en quelques instants tout ce qui a été fait depuis le haut- fourneau et quels que soient les soins apportés précédemment à l'élaboration du métal
Dans la coulée par le haut, qu'il s'agisse d'une lin- gotière borgne ou d'une lingotière ouverte, posée sur un socle
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
(bas(-,) , le jet de xst*1 en fusion, tombant par exejiple d'une hauteur de deux mètres par un orifice de trente à trente-cinq millimètres au contact brutal du fond de la lingotière borgne
EMI2.2
ou du socle, rebondit en une gerhe d'éddboussement qui recou- vre les parois sur plus de cinquante centimètres de haut,
après avoir marqué le plus souvent la base d'un trou de trois à quatre centimètres de profondeur, surtout si la coulée est
EMI2.3
chaude. Après quelques coulées, la base est us"e .Il en ré- sulte une dépense due au replacement fréquent des bases de lingotières et des difficultés au à:ioL1laée, le linct pouvant s'accrocher à la base, notamment si la cavité d'usure n'est pas "démoulable" , ce qui oblige à "soniier if le lingot J-our le décoller et créée des difficultés connues, agissant défavorablement même sur la contexture interne du lingot ; de plus, les pclaboussures sur les parois peuvent s'oxyder et
EMI2.4
obliger à un chutage de pied très ;lev3 .
Tous les remèdes proposas jusqu'ici ( tôle, dalle réfractaire, masticage avec coulis réfractaires, etc ...) ont été partiellement ou en totalit= inopérants . Ils n'ont
EMI2.5
donné que des déboires, notamment ier les risques d'inclu- sions; de plus, si les uns vitent 3rtiellownt l'usure des bases, ils n'évitent en rien, ou augmentent même la gerbe d'éclaboussement et réciproquement, à tel ,.oint que générale- ment on s'en tient à la fibre de bois, dont on jette dans le
EMI2.6
fond de la lingotière une qL1aotità quelconque laissée au jL1;jµ de l'opérateur et ce sans précaution ;
ces fibres très souvent brûlent par anticipation lorsque les lingotières sont encore trop chaudes de la coulée précédente, ou s'imprègnent d'humidité pendant le stockage ou brûlent sur la table de coulée nota*:gent si elles sont exposées aux projections des convertisseurs .
EMI2.7
Si les fibres de bois jetées r4gulièreaient en L1a=1titss suffi- santes, ontun effet certain contre les gouttes froides, de toute évidence , elles ne protègent en rien la base contre l'effet destructeur du jet .
<Desc/Clms Page number 3>
C'est pour éviter les ennuis de la coulée en jets dont les principaux ont été exposés ci-dessus, que l'on coule souvent en source; bien que les éclaboussements du jet dé- bouchant par le trou de coulée, soient moins à craindre, ils peuvent cependant se produire et occasionner une perte sensible.
La présente invention due à la collaboration de Mr. H.
DAUSSAN, a pour but de réduire efficacement les principales difficultés de la coulée sans modification sensible au mode opératoire habituel de la coulée par le haut ou en source,, si ce n'est une simplification remarquable des soins à apporter à cette importante et délicate opération.
L'invention a pour objet un dispositif perfectionné pour l'amélioration de la coulée en lingotière et remarquable notsmment en ce qu'il consiste en un écran creux,, destiné à être placé au-dessus du fond de la lingotière$,susceptible d'être perforé par le jetde métal en fusion dans le cas de la coulée par le haut, mais tel que les parois dudit écrah arrêtent par leurs faces internes les éclaboussures et les empêchent d'attein- dre la paroi de la lingotière, la matière utilisée (papier épais, carton, toile, jute, etc..) étant, en outre, telle qu'elle brûle ou se scorifie lorsque la lingotière contient du métal sur une certaine hauteur ,
Suivant une autre caractéristique, le susdit écran se présente sous la forme d'une enveloppe ( boîte, sac, coussin) entièrement fermée, contenant un remplissage,
pulvérulent et/ou fibreux, combustible ou scorifiable ( sciure de bois, charbon de bois, graphite, etc..) formant tampon amortisseur et destiné par son interposition sur le trajet du jet de métal, versé par le haut, à protéger la base de la lingotière en répartissant ce jet sur une plus grande surface .
Le dispositif selon l'invention, peut, en outrer être agencé de manière à améliorer et épurer le lingot .On sait* en effet, quiune autre difficulté considérable de la coulée. réside dans le fait que la solidification du lingot due à
<Desc/Clms Page number 4>
l'évacuation des calories par conduction à travers les parois
EMI4.1
de ln lingotière et war radiations calorifiques, J not6UY'lcnt à sa nartie supérieure, s'effectue de telle sorte que la con- traction du métal pendant son refroicJ iE,se::lent cr-o des cavit's =1L1s ou moins importantes t disposées diff.'re:'l,:
l8nt dans le lingot suivant le mode de coulée ou les dispositions rises Généralement, on a intérêt à ce que 1 solidification de la partie supérieure du lingot (tête), s'effectue en dernier lieu et en quelque sorte par couches successives Dans la coulée en
EMI4.2
source, le métsl chaud arrivant la b.;se, le creL1,1 se loge près du trou de coulée, mais on eut craindre le figeici-,t :;)1- tici"''' de la tartie supérieure ou tout au :.-oins la for:.¯âtio:¯ de "glaçons" qui obligeà un chutage considérable .
D'autre part, dans le cas , notamment, du lingot effervescent coulé par le haut, les impuretés, qu'elles proviennent de l'élaboration
EMI4.3
du métal ( soufre, phosphore, Fe0 , :n0 , etc..) ou de l'en- tratnement de réfractrire Sit , 1-11 a etc.., peuvent forcer des inclusions, ou tepisser les creux ou se fier dans le ¯!'t 1 figé à une distance plus ou 1:.ins grande due la tête du lingot, -ou encore l'hydrogène peut se fixer sur les inclusions et
EMI4.4
créer ensuite, sous l'action de la en,:leur, de vraies pL1stL1lcs, notamment dans le cas du laminage en tôles jiinces .
Pour pallier ces graves inconvénients, il est connu d'utiliser des poudres dites "antiretossure" . Ces poudres, dont l'utilité est incontestable, présentent le défaut d'être obligatoirement utilisées en tête du lingot, c'est-à-dire lorsque la lingotière est remplie, soit que l'on craigne les inclusions qu'elles pourraient provoquer au sein du métal, soit que 7- on
EMI4.5
soit gêné pour les ré-,-., ndre sur le ;.létal en fL1sion, notarinent pour la coulée par le haut, pendant que son ni'/eau s'élève dans la lingotière .
<Desc/Clms Page number 5>
L'invention permet d'une façon très pratique, avec le minimum de difficultés pour les opérateurs ,d'obvier à ces inconvénients . Suivant l'invention, des matières épurantes ou thermogènes, de compositions appropriées, sont logées sous forme soit pulvérulente dans l'écran ou coussin, soit en solu- tions desséchées avant l'utilisation du dispositif et impré- gnant les poudres, fibres ou enveloppes constituant cet écran ou coussin, de telle sorte que ces matières épurantes ou ther- mogènes agissent sur toute la hauteur du lingot, soit comme calorifuges en évitant notamment les déperditions de chaleur par radiations en tête, soit comme thermogène par combustion ou réactions exothermiques appropriées,
soit par la formation d'une scorie épurante qui englobe ou draine en quelque sorte les impuretés à éliminer tout-à-fait en tête du lingot dans la partie que l'on doit obligatoirement chuter, soit par créa- tion et dégagement de gaz (CC, CO2, etc..) qui facilite l'éta- lement de la scorie sur la surface du métal en fusion.
L'invention a également pour' objet les lingots épurés obtenus grâce aux charges épurantes contenues dans le coussin protecteur .
D'autres caractéristiques résulteront de la description qui va suivre .
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: la fig.l est une vue schématique, en coupe, de la partie inférieure d'une lingotière, munie d'un écran suivant l'invention ; la fig.2 est une vue analogue à celle -de la fig. 1, dans le cas où l'écran fbrme un coussin garni ; la fig.3 est une coupe d'un mode de réalisation de l'écran dans ce cas ; la fig.4 représente une autre variante ; la fig.5 représente une variante dans laquelle le coussin-écran contient une deuxième enveloppe dans laquelle sont logées les substances destinées à améliorer le lingot et
<Desc/Clms Page number 6>
à amortir le jet ; la fig.6 est une coupe verticale suivant !.Eu ligne 6-6 de la fig.7 dans le cas de la coulée en source ;
la fig.7 est une cou;e verticale suivant la ligne 7-7 de la fig.6.
EMI6.1
1 * Coulée par le e ¯h2 L1t . - Suivant l'exemple d'exécution re, rsent' à 18 filS.1 , l'invention est à à la coulée nar le haut -'uns une lingotière 1. La protection des parois internes 3 de cette lingotière est assurée, selon l'invention, ar une sorte: de boîte renversée 3 formant écran, pose,--- sur le fond ou le socle
EMI6.2
4. Cette boîte est eu une ratière ( :"-3. ier carton, toile, jubé, etc.. ) qui, d'une part, ne brûle ou ne se scorifie qu'après un certain temps, lorsque 11-pais..eur de 1& nappe ce .t'.l coul' sur la base 4 est suffisante et ui, d'autre art, est facilement perforable en ab 'ar le jet 5 de ==-µta,1, ;;oar ne N"s crl,'.er dl 'clabousse7ient .
On eut très & ,eu5c,eDt utiliser du carton ou mieux encore une. erivelo 'e e constituée d'une ou plusieurs "maisseL1rs de ,w ier dit "Krsft" très souple et très résistant up- l'on rend incombustible werldant un certain tem s en l'im::rr;gn8.nt, par e.>ie#: le, d'une solution de 3C 8 4'.JoB. de Si03N,.,2 ou en interposant du goudron entre deux feuilles de 10/100 de mci. d'4.''aisseur ar exemple our en faciliter le stockage et le protéger contre l'humidité . :::3i03Ne2 instable à la température en jeu est loin d'être nL1isi?J¯Le, on le verra plus loin, il passe dans la scorie ; quant au goudron, il brûle
EMI6.3
et ne peut pas être nuisible en si faible uai!tit:', il tend, au contraire , rendre 11--t,los,-hère rductrice .
Lorsque le jet arrive en ab , il perfore la face supérieure de l'écran et vient frapper la base 4 en cd formant une gerbe
EMI6.4
d'àc1àboL1ssenent , Cette gerbe est en¯ dans l'écran 5' ainsi que l'indiquent nettement les courbes de projections figu- rées en traits pleins et qui abouti l 3ient en sans 1.' {crE,n
<Desc/Clms Page number 7>
Cet -!cran protecteur peut n'avoir que 10 à 20 cm. de hauteur et bloquer des projections de métal qui rebondiraient jusqu'à un mètre ; ces projections retombent sous l'écran dans le bain liquide de métal en fusion où elles se refondent. Il est bien évident que ce dispositif de protection n'assure d'au- cune façon la protection de la base .qui continuerait à être rapidement détériorée .
Cette base peut être facilement protégée sans nuire à la protection des parois contre les éclaboussures en remplissant l'espace, situé sous l'écran 2, d'une matière pulvérulente 6 appropriée qui puisse former tampon amortisseur puis brûler partiellement ou en totalité ou passer dans la scorie partiellement ou en totalité ( les fibres de bois par exemple brûlent partiellement et les cendres passent dans la scorie). titre d'exemple de réalisation, on peut utiliser une enveloppe 3 constituée par trois épaisseurs de papier Kraft ignifugé au Si03Na2 ( sol.
de 30 à 40 B.), remplie d'une poudre de bois ou sciure très fine, tamisée et séchée .Lorsque le jet aboutit en ab il perfore la paroi supérieure de l'enveloppe 3 sans éclaboussement le j'et s'évase par suite de la résistance plastique due à la sciure carbonisée et comprimée par le jet, répartissant l'effort du choc sur c'd' d'où une protection absolue de la base 6.
L'enveloppe peut être exécutée par exemple comme repré- sente à la fig.3 , de deux éléments 3,3a réunis sur tout le nourtour par une couture 7 par exemple en fil de chanvre ren- force par une bordure 8 en papier souple et résistant, ou autre- ment .
Dans le cas d'un coussin de grandes dimensions! on peut limiter avantageusement le déplacement de la sciure ou outres matières en interposant dans la masse des déchets de fibres quelconques, des chutes de carton ondulé ou de.papier, la sciure fine devant remplir rigoureusement les vides compris entreles brins de fibres, chutes ou déchets
La fig. 4 représente une variante dans laquelle la poudre
<Desc/Clms Page number 8>
de bois est remplacée par des brins 9 de paille, de cercles, coupés de longueur, ligatures en 10 à la -,iode d'un balai de bouleau ou d'une botte de paille .
Dans l'exemple de la fig.5 l'enveloppe 3 de protection susdécrite est reufermée dans une deuxième enveloppe 11 avec
EMI8.1
interposition ou non de matières fibreuses 1F, cOM)rim6es sans excès pour être perforées facilement par le jet et pouvant brûler ou se scorifier .
EMI8.2
Cette disposition est surtout utile du fait (lUe l'enveloo- pe intérieure 3 peut renfermer, mêlés 8. la poudre de bois, des constituants épurant le lingot sur toute sa hauteur endant le remplissage de la lingotière et dont l'effet est étudié ci- après Les actions protectrice de la base et équrante se trouvent ainsi désolidarisées en quelque sorte de l'action protectrice contre les éclaboussements sur les parois ce qui donne une grande souplesse dans les applications.
Le bourrage 12, inter-osé entre le coussin intérieur
EMI8.3
protecteur et épurant 3 et l'envelo pe extérieure Il, est surtout prévu pour faciliter le transport et 1' utilisation. de
EMI8.4
l'ensemble . On pourrait cependant plier de façon '" )pro"'r iôe l'envelo;¯;e extérieure 11 autour du coussin int'rieur 3 pour le transport et pendant 1''' stockage et le soulever pa:r '"uotre ficelles en descendant l'ensenible dans la liiliotière ,31.ÜS 1" matière 12 fibreuse (fibre de bois, déchets de chai-vre, coton, etc.. ) ou outre, ajoute encore s lu s<±;;L1r.j.t.< c;>ntr<: 1'<lia'oous- sement . Ce bourrage 12 et l'eT:velo.y e ext"risure 9 évitcllt pL1ssi au gprnissege 6 du coussin intérieur 3 (poudre de bois) d'être souffle très haut dans la iimi;otiè:re par les cÍ:J'.11::tj¯011S de gaz lorsque le jet arrive en eb.
EMI8.5
Le coussin ir.t7-ieur 3 de la fig.5 pourrait occuper toute la section de la lini;otiiTe si l'on craignait :uo le jet uisse rencontrer la base sur le pourtour du coussin 3 re;r.scn- tA.
En variante, on zest re:; laeer la fibre de bois 12 J.[Jr
<Desc/Clms Page number 9>
des brins de paille coupés de longueur et disposés par exemple verticalement, ligaturés ou non et renfermés ou non dans une enveloppe 11. Ces brins de paille ignifugés par imprégnation de SiO3Na2, éviteraient efficacement la gerbe d'éclaboussement.
On peut également substituer à la matière pulvérulente disposée en 6 dans l'enveloppe 3 des fibres végétales ou anima- les ou déchets de matières analogues au sein desquelles peuvent être incorporés sous forme pulvérulente 'ou en solutions aqueuses desséchées préalablement les produits actifs dont il-sera parlé ci-après .
Dans le cas où. l'enveloppe extérieure 11 est prévue on < pourrait supprimer l'enveloppe intérieure 3 en comprimant et en ligaturant de façon appropriée l'ensemble fibres et poudres
Comme on l'a déjà indiqué, dans les exemples des figs.
2 à 5 , ainsi que dans leurs variantes possibles, le coussin peut contenir une charge de matières épurantes et/ou thermogènes.
Bien qu'en effet on considère la coulée comme étant le début de la métallurgie physique, le rôle de la métallurgie chimique étant supposé terminé, l'invention donne le moyen de poursuivre jusqu'aux confins de la solidification les réactions chimiques épurantes qui font suite aux réactions chimiques primordiales à peu près accomplies dans l'appareil élaborateur .
Dans le cas de gros lingots restant longtemps liquides, on cons tate Quelquefois qu'une scorie vient s'étendre progressivement comme une nappe d'huile sur la tête du lingot avant de se solidi fier en nappe brune .Par exemple dans le cas d'acier effervescent Thomas doux l'analyse donnerait les teneurs suivantes ;
SiO2 8%
Al2O3 2% S 0,3%
Fe 33%
Mn 33%
Cette scorie qui peut être dite de raffinage s'étendant progressivement semble indiquer qu'une action épurante se prolonge
<Desc/Clms Page number 10>
pendant la coulée pour les gros lingots .
Cette épuration est rendue , ossible par les entra±ne-
EMI10.1
ments de r4fractaire qui avortent Si02 ,entraînements qu'on évite le plus possible, car ces entraînements , bieii u'ils soient dans certaons cas en quelque sorte é urateurs, font ourir des risques d'inclusions , dans le cas notamment du calme en source,et sont à évjter autaat lue possible .
L'invention consiste à utiliser une actLon épurante analogue, à la renforcer en incorporant dans une scorie appropriée , les inclusions possibles ( scorie complexe à grande vitesse ascensionnelle )
EMI10.2
Cette scorie apurante appropriée au métal trait."' est obtenue grâce aux éléments chimiques introduits dans le coussin
EMI10.3
protecteur et qui drainent en quelque sorte ou cours de la montre du métal dans la lingotière les impuretés qui sans le dispositif auraient été e!nprisonn'"'es au sein du m/tal tapissant les soufflures ou creux notamment dans le cas d'un acier effervescent et empêchant ainsi ces bulles ou creux de se res-
EMI10.4
souder au cours des opérations de la.ilÍn8[)E., forbea...:
e uu corroy*'e, D'autre part, cette scorie dont la formation a lieu dès le bas du lingot peut être obtenue très fluide, s'étaler r",pide..-e,"t et protéger ainsi le métal de l'action oxydante de l'atmosphère; de plus, on peut ajouter des éléments thermogènes à ce,ui constitué par la carbonisation et la combustion lente de la poudre de bois au cours de la montée, tel par exemple que du
EMI10.5
carbone gra)hitique . Bien entendu , ces 'divers éléments doivent avoir des dimensions de grains appropriés et en général surtout
EMI10.6
pour Sie et iil2 0 être broyés de préférence dans un broyeur dit colloïdal (grains de l'ordre de ).
Dans la composition de la charge du "coussin '.,Durant il faut notamment tenir compte que la présence des silicates déjà formés abaisse la température de formation de la scorie, que la silice libre notamment le quartz en gros grains élève cette température, que les scories basiques calcaires et :
eu
<Desc/Clms Page number 11>
alumineuses deviennent liquides etfluides dès le ramollissement des grains, que la fusibilité de la scorie augmente avec le nombre de constituants, que la présence d'alcalis, d'oxydes ferreux, d'oxydes manganeux augmente leur fusibilité, que la température de formation de la scorie diminue lorsque la finesse des grains des éléments constituants augmente, que l'action . épurante de la scorie dépend de la nature des réactions chimi- lues ,de la mise en contact du métal en fusion et des éléments
EMI11.1
épurants,et de l'équilibre chimique réglant le partage des impuretés entre le métal et la scorie .
Le problème paraît complexe, mais on peut arriver facilement à le résoudre connais- sant la composition du métal du fait que les impuretés passées dans la lingotière sont en nombre limité et en quantité réduite.
A titre d'exemples, on va donner ci-après quelques compositions de charges actives ,
1er Cas . - Acier effervescent .-
Il faut tenir compte de la viscosité de l'acier s'il s'agit d'un acier très fluide et très effervescent par exemple de l'extra-doux Thomas, on peut avantageuse- ment utiliser les compositions et B suivantes, d'après l'analyse :
EMI11.2
<tb> Composition <SEP> A <SEP> (Composition <SEP> B
<tb>
EMI11.3
enveloppe extérieure0,172 kg 0, 72 kg. enveloppe intérieure ; 0,105 0,105 -
EMI11.4
<tb> fibres <SEP> de <SEP> bois <SEP> :1,300 <SEP> - <SEP> 1,300 <SEP> .- <SEP>
<tb>
<tb> sciure <SEP> desséchée <SEP> :2,560 <SEP> - <SEP> 2,540 <SEP> - <SEP>
<tb>
EMI11.5
tii02 :1,210 - le232 - sio3Na?- :0,250 - Oj250 Na OH . 0,183 -.
C,03Na : 0,120... A12 c)3 ;0y07 - 0,073 -.- MgO : 0, OfX3 - : 0,OOS -
EMI11.6
<tb> Oxydes <SEP> ferreux <SEP> :0,011 <SEP> 0,011 <SEP> - <SEP>
<tb> divers <SEP> :0,011 <SEP> - <SEP> 0,009
<tb> pertes <SEP> au <SEP> feu <SEP> :0,01 <SEP> -- <SEP> : <SEP> 0,012
<tb>
<tb>
<tb> 5,889 <SEP> kg. <SEP> 5,827 <SEP> kg.
<tb>
De telles compositions conviennent pour un lingot de
EMI11.7
4 à b tonnes, coulé par le haut etpermettent drobtenir un
<Desc/Clms Page number 12>
EMI12.1
coussin ayant conaie dimensions a, ,-roxi:,r. tiJes , côté du carri de base = 40 cm, hauteur = A cm.
On rourrait augmenter les Ci-,iter.Lsion. du coussin dans le cas d'un lingot très largela base en ajjoutant de la
EMI12.2
sciure sans modifier sensiblement l'action 'jurante de li scorie . Ces compositions ru ondant 8 une formition de scorie rationnelle poru le cas envisagé, peuvent être obtenues très simplement en mélangeant des sables siliceux de carrière
EMI12.3
pour obtenir la composition à<Esir.5e, les formules de fabrica- tion se simplifient alors comme suit :
Coussin :
EMI12.4
<tb> enveloppe <SEP> extérieure <SEP> 0,172 <SEP> kg.
<tb>
<tb> enveloppe <SEP> intérieure <SEP> 0,105 <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb> fibres <SEP> de.bois <SEP> 1,300 <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb> sciure <SEP> sèche <SEP> 2,550 <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb> sable <SEP> de <SEP> carrière <SEP> 1,320 <SEP> - <SEP>
<tb>
EMI12.5
SiflI3& ( d' ignifugetion par exemple) 0,250 -
EMI12.6
<tb> NaOH(soude <SEP> caustique) <SEP> 0,122 <SEP> -
<tb>
<tb> 5,829 <SEP> kg.
<tb>
Coussin B :
EMI12.7
envelopre extorienre 0,172 kg.
EMI12.8
<tb> enveloppe <SEP> intérieure <SEP> 0,105 <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb> fibres <SEP> de <SEP> bois <SEP> 1,300 <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> sciure <SEP> sèche <SEP> 2,540 <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> sable <SEP> de <SEP> carrière <SEP> 1,340 <SEP> -
<tb>
EMI12.9
si03Ns2 (d' iC;nifugntion par exeml.le) C,25C -
EMI12.10
<tb> CO3Na2( <SEP> soude <SEP> Solvay) <SEP> 0,120 <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb> 5,827 <SEP> kg.
<tb>
Il faut avoir bien soin de traiter les matières pre-
EMI12.11
miÈres corne il convient, notamment 811 ce qui concerne 1G grosseur des grains ,
<Desc/Clms Page number 13>
Semé Cas. Acier effervescent à grande viscosité.
(acier demi-doux par exemple).
On a avantage à forcer les éléments thermogènes et à former une scorie extrêmement fusible .
Pour un lingot coulé par le haut, d'un métal effer- vescent à grande viscosité, de 4 à 5 tonnes, on peut utiliser par exemple des coussins ayant à l'analyse les compositions C et D suivantes :
EMI13.1
Composition C Composition D
EMI13.2
<tb> enveloppe <SEP> extérieure <SEP> :0,172 <SEP> kg <SEP> 0,172 <SEP> kg.
<tb>
<tb> enveloppe <SEP> intérieure <SEP> :0,105 <SEP> 0,105 <SEP> -- <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> fibres <SEP> de <SEP> bois <SEP> :1,300 <SEP> - <SEP> 1,300 <SEP> - <SEP>
<tb>
EMI13.3
sciure desséchée 3,750 - ,700 - sio2 0,054 sio 3 Na 2 (par exemple partie sous
EMI13.4
<tb> forme <SEP> d'ignifugation <SEP> et <SEP> partie <SEP> :
<SEP>
<tb> sous <SEP> forme <SEP> de <SEP> poudre <SEP> sèche) <SEP> :0,610 <SEP> - <SEP> 0,610
<tb>
<tb> CO3Na2 <SEP> 0,200 <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> carbone <SEP> graphitique <SEP> 0,520 <SEP> - <SEP> 0,410
<tb>
EMI13.5
.12 03 oeol5
EMI13.6
<tb> CaO <SEP> 0,016 <SEP> -
<tb>
<tb> oxydes <SEP> ferreux <SEP> 0,la <SEP> -
<tb>
<tb> divers <SEP> 0,031 <SEP> -
<tb>
EMI13.7
:5,457 kg., : 5627 kg.
La formule D diffère peu de la formule C, CO3Na2 prévu en excès se combine aux impuretés siliceuses .
On peut également arriver à ces formules complexes par des formules simples de fabrication, en utilisant un graphite si- liceux dont les constituants se rapprochent des teneurs désirées.
Dans les cas l.et 2 ci-dessus, on peut expliquer l'action épurante de ces diverses compositions.
<Desc/Clms Page number 14>
EMI14.1
L'action oxydante du J1aDganÈ;se contenu dans le ;.iétol coulé se continue au sein du métal liquide suivant la formule : b'eO f T:n = 1.donc, + Fe .
Donc FeO dissous donne naissance à MnO insoluble qui refonte d'un mouvement extrêmement lent (sa densité est voi-
EMI14.2
sine de 4,5,aé.is le mouvement lent est dG û 1G finesse des particules) .
FeO non toucha par 1,n monte d 'im:..ioL.ve.,ie<.t lent et,la température cl tY'Dl12foT'.0 si- particules insolubles ; d'autres ixi=L1ret 's telles ,'1<'; FeS C;CJL,{1crt,::-Jvcr: Ln, ,-nS dont les particules sortent d'un 5;;ou;e..e>;t lent, mais la rrasenco de la scorie :1; Llra:it , due à la C['>1'-",,8 du coussin airés un temrs d: quelques secondes, intervient d'autant .;ieux qL1e le brassage ;rovou5 as le jet de 0tal .;et les divers 1=ments en contact et facilite les réactions;
Les 1<1.pL1ret."s FeO - MnO - !!.il1S qui, sans l'action de ID cii:;rie dL1 coussin monteraient d'un mouvement extrêxiez,en,t lent et seraient surtout dans le cas de etits ou moyens lingots en. d.so;ll1;S dans les bulles ou cavités et e[1"..êcheraient, surtsut éaiis les creux 1.,,- rortants, le métal de ressouder .,.r la suite, se trHnsfor o ât en une scorie complexe, très fusible for,Í,'e rlJta:'l'Ílent de Si03Fe - Sio3un qui surnagent sur le métal ou montent dans la partie supérieure avant d'être em!Tisonntes dans les cavités par le figement du métal.
Ce processus d'épuration est d'autant plus certain que l'on a pu analyser les matières pulvérulentes obtenues dans les creux de lingots traites et non traitas suivant l'invention.
Dans le premier cas, la zone des silicates forces avec les impuretés est nettement en tête ; dans le second cas (lingot non trait?) la zone des oxydes est localisée plus bas à 25% au-dessous de la tête environ suivant la vitesse de figèrent du métal et oblige à un chutage de tête important .
Il y a également une action de désulfuration et une
EMI14.3
. action d.é;hosphorante . Ces actions paraissent à priori
<Desc/Clms Page number 15>
antagonistes puisque l'une nécessite un milieu réducteur l'autre un milieu oxydant . Mais, dans ce cas, il s'agit d'une élimination par répartition du phosphore et du soufre ce qui peut être intéressant dans le cas d'un acier Thomas.
Voici comment peut être envisagée par exemple l'action désul furante ,
Le silicate SiO3Na2 se dissocie en SiO2 et Na2O à la température en jeu. Mn contenu dans le métal a des tendances à remonter à la surface, il en résulte que SiO3Na2 forme
SiO3Mn, Mn ayant plus d'affinité pour Si@ que Na.
L'élément
Na2O se combine à Fe suivant la réaction :
Fe + Na2 0 =. FeO + 2Na
Na libère produit l'action désulfurante suivante:
FeS + 2Na= Na2S + Fe
SiO3Mn constitue ainsi une partie importante de la scorie fluide qui surnage après sa fusion vers 9000 .On peut aussi admettre que le soufré. est drainé en tête du lingot par suite de la solubilité des sulfures dans les silicates en fusion de la scorie épurante
11 est à remarquer que l'action épurante étudiée notamment dans le cas du Thomas effervescent coulé par le haut se traduit par une incorporation des impuretés sous forme d'oxydes dans la scorie constituée d'un silicate complexe dont la vitesse d'ascension s'accentue du fait qu'il s'agit d'une scorie plus fluide .
Cette épuration est impérieusement nécessaire dans le cas d'un acier coulé dans un lingot à section étroite par rapport à la hauteur ou un lingot de faible poids par exemple de 1 à 3 tonnes ou encore dans le cas d'un acier à grande vis cosité ou dont la température de coulée est très voisine de la température de solidification.
Inversement, le coussin épurateur par son apport de calories à la surface du métal e fusion et par son action épurante permet de réduire la tempé rature de coulée à l'extrême limite, particularité qui présente de sérieux avantages ,
<Desc/Clms Page number 16>
3ème Cas .
Acier calmé
On a avantage généralement à provoquer seulement une réaction thermogène et calorifuge par combustion de la charge du coussin, mais on peut sussi tirer parti du dispositif en
EMI16.1
mélangeant à la poudre de bois de la oudre fine (l'LiluiliniumJ qui peut compléter l'opération calmante réfalisée généralement,
EMI16.2
pour la plus grande part, avant la coulée en lingotiere .Ce mode d'utilisation de l'aluminium est des plus rationnel, car l'action est progressive de bas en haut du lingot, sans risque
EMI16.3
d'inclusion, notamment vers le ied .
On pourrait, par eriem¯le, incorporer la quantité d'aluminium ou ie fe27r 8il poudres, ( d<'t?r=.;in4e pour cO;J1Dl,ter en lingotiere le CoLï182-,e suivant le calmant utilisa dans les opérations ''rc4c!entes) dans un coussin nravii sans produit actif nouer l-, protection contre l'action du jet ( usure de la base et r-c1a',ou:::,e::.Fnts) .
II.- Coulée en source .
Dans ce cas le ,],1,tal arrivant ".,1' si hou déD,- le bas de la lingotière, les 'clabousse.,:ents sont moins à craindre sauf dans le cas où l'acier ue l'on est oblic;,; 88 ccuier chaud¯ débouche assez fluide dans la lingotière our ecl :bous::er sur les bords .
La lingotière est disposée sur le ou les orifices 13 de coulée, sur le ou chacun desquels on dispose un coussin 14
EMI16.4
constitua de façon analogue u coussin z5 des exemples Lrc-',c7entst mais incom1)lèteJ1ent rempli pour >1L1e l'enveloppe puisse prendre la forme représentée à la fie.7 et limiter ainsi le jet de matul.
On peut d'ailleurs obtenir prs'jlablement cette forme 'lLr une ou plusieurs coutures au fil de chanvre ou par une agrafe ou encore en agrafant ou en cousant lecoussin longitudinalement en son milieu .
Dans le cas où le coussin contient une cherge de traitement, l'enveloppe 14 est ignifugée pour que cette charge entre en action à la hauteur désirable lorsque le métal se re- froidit en 14a par exemple .
<Desc/Clms Page number 17>
Il y a lieu de remarquer que ce coussin évite les déperditions de chaleur de la tête par radiations calorifiques et de plus peut donner des calories à la tête par suite d'un élément thermogène tel que sciure, graphite, charbon de bois.
Enfin, on peut prévoir des éléments formant une scorie épurante ou capables de scorifier les inclusions siliceuses ou alumino- siliceuses provenant notamment des entraînements du réfractaire des conduits . En résumé, le rôle assigné au coussin est en tous points analogue à celui du coussin dans le cas de la coulée par le haut .La composition de la charge de ce coussin suit les mêmes règles ; mais il doit tenir compte que le niveau du métal se refroidit plus vite que dans la coulée par le haut, on doit donc augmenter les éléments thermogènes .
En outre, les entraînements du réfractaire des parois est plus grand que dans la coulée par le haut oùf l'on ne retrouve que des entrais nements de la busette ou du bouchon et peut- être des viroles de quenouilles et du damage des poches alors que pour la coulée en source il y a en plus le puits de coulée et les canaux 10-Acier effervescent
Compositions analogues aux compositions A,B,C,D, dans les= quelles la quantité de sciure est fortement réduite du fait'que dans le cas de la coulée en source, il n'y a plus à protéger la base contre l'effet destructeur du jet de coulée .Le poids des autres constituants pulvérulents se calcule très facilement compte tenu du poids des lingots, de la forme de leur section, carrée, ronde ou rectangulaire, du nombre de coussins par lingots, etc...
Voici les compositions E et F des charges que l'on peut utiliser pour des lingots de 3 à 4 tonnes, sur un trou de coulée par lingot à section carrée :
<Desc/Clms Page number 18>
EMI18.1
Composition E :
EMI18.2
<tb> sciure <SEP> fine <SEP> seche <SEP> 1 <SEP> kg.
<tb> et <SEP> autres <SEP> matières
<tb> pulvérulentes <SEP> 75% <SEP> des
<tb> quantités <SEP> des <SEP> compositions <SEP> A <SEP> et <SEP> B
<tb>
<tb> enveloppe <SEP> trois <SEP> épaisseurs <SEP> papier <SEP> 0,105 <SEP> kg.
<tb>
EMI18.3
Si03Na2npur ignifugation
EMI18.4
<tb> de <SEP> l'enveloppe <SEP> 0,05 <SEP> 0 <SEP> kg. <SEP>
<tb>
Comnosition F :
EMI18.5
<tb> sciure <SEP> fine <SEP> sèche <SEP> et
<tb>
<tb> autres <SEP> matières <SEP> pulvéru-
<tb>
<tb> lentes <SEP> 75% <SEP> des <SEP> quantit4s
<tb>
EMI18.6
des compositions C et DO, '750 kgo
EMI18.7
<tb> envelopre <SEP> papier <SEP> trois
<tb>
<tb> épaisseurs <SEP> C,105 <SEP> kg.
<tb>
<tb>
SiO3Na2 <SEP> pour
<tb>
EMI18.8
'' l'fgnifugaAion C, 05^ kg.
EMI18.9
Ces compositions permettent d'o'otenir ,,:1:' e::eJ1';,le le coussin représente eux fiés. 6 et 7 et qui peut avoir environ 40 ci?, de long, 20 cm. de lare à sa bse et 11 @@@ de haut .
EMI18.10
""'-Acier c>lx4 coul: en source .
On peut craindre les inclusions silico aiu :incuses -Dro- venant des entraînements de rfr2ctaires, ¯1uc encore nue dans la coulée en jet, 31 cause du puits et des canaux de coule, en r>"firzcté.ire . Dans ce cas, on roaTrait utiliser les co:;.?osi- tions G,H suivantes
EMI18.11
<tb> G <SEP> H
<tb>
EMI18.12
C 0 3 Ni2 5 50 SiCNa2 150 15 ?
EMI18.13
<tb> Charbon <SEP> de <SEP> bois <SEP> 4CC
<tb>
<tb> Graphite <SEP> 80C <SEP> 400
<tb>
EMI18.14
1 . (5c-" F 1.C0
<Desc/Clms Page number 19>
En mélangeant 1,500 kgs de ces compositions à 0,600 kg. de sciure fine et desséchée, on obtient la charge d'un coussin pour un lingot de 3 à 4 tonnes . On peut par un calcul simple déterminer par analogie les constituants des charges des cous- sins dans le cas de lingots plus ou moins gros variant par exemple de une à 8 tonnes .
Naturellement l'invention n'est nullement-limitée aux modes d'exécution représentés et décrits ni aux produits et proportions indiqués .
On peut modifier les compositions de la charge épurante ou. protectrice sans sortir du cadre de l'invention, leur incor- poration par exemple du charbon de bois finement pulvérisé au lieu de sciure pour l'amortissement du jet ou ajouter ce charbon aux compositions précédentes comme élément. thermogène .
Les diverses solutions indiquées peuvent être combinées.
REVENDICATIONS 1.- Un dispositif protecteur pour la coulée par le haut ou en source dans les lingotières, caractérisé en ce qu'il consiste en un écran creux, destiné à être placé au-dessus du fond de la lingotière, susceptible d'être perforé par le jet de métal en fusion dans le cas de la coulée par le haut, mais tel que les parois dudit écran arrêtent par leurs faces internes les -éclaboussures et les empêchent d'atteindre la paroi de la lingotière , la matière utilisée (papier épais, carton, toile, jute, etc..) étant, en outre, telle qu'elle brûle ou se scorifie lorsque la lingotière contient du métal sur une certaine hauteur.