BE501324A - - Google Patents

Description

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  PROCEDE POUR L'AMELIORATION   .DU .RENDEMENT .DES   BLOCS .EN .ACIER NON .CALME. 



   Il est connu que l'exécution à chaud de blocs coulés non calmés donne lieu à un déchet relativement grand, du fait que des occlusions plus ou moins importantes, se formant lors de la solidification de l'acier en fusion et provoquées par des inclusions de scories grossières ou d'oxydes, ne se soudent pas ou insuffisamment., Depuis des décades l'on s'est efforcé de limi- ter ou   d'éliminer   ces phénomènes défavorables. Bien qu'il soit connu que des occlusions non oxydées dans les blocs en acier peuvent se souder, il n'existe aucun moyen sûr d'empêcher l'oxydation de ces occlusions. 



   Suivant l'invention, une amélioration du rendement des blocs en acier non calmé est atteinte avec certitude par le fait qu'après le début de la solidification, des moyens connus en soi sont introduits dans la tête du bloc, tels que de l'aluminium, du   silicium,   du titane, etc.. qui exercent une action désoxydante et dont le point de fusion est éventuellement plus bas que celui de l'acier. Le moment où les dites matières sont ajoutées doit être choisi de manière que les blocs soient solidifiés au point de présenter   une     zône   de bord relativement forte et dépourvue d'inclusions gazeuses. Le meil- leur résultat est atteint par le procédé si les matières utilisées ne sont ajoutées que lorsque la section transversale ouverte de la tête du bloc est devenue petite.

   Si le bloc s'est déjà refermé, la croûte supérieure de la tê- te du bloc peut être ouverte mécaniquement ou à l'aide d'un chalumeau de manière que les moyens puissent être jetés sur ou dans le noyau liquide, y être mélangés ou être enfoncés à une profondeur suffisante. La quantité des apports est choisie de manière à obtenir au moins un calme partiel dans la partie considérée du bloc. Après la très courte réaction des apports, la solidification du restant de l'acier encore liquide dans la tête supérieure du bloc s'effectue très rapidement. 



   Il est à conseiller de refroidir additionnellement la tête supé- rieure du bloc après avoir ajouté les apports. A cette fin il peut être fait 

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 usage, par exemple, de ferrailles de refroidissement, sous forme de barres ou de copeaux, ou d'un couvercle correspondant à l'ouverture de la tête du bloc; le dit couvercle pouvant être refroidi par de   l'eau.   



   Le succès du procédé suivant l'invention laisse supposer que, par la solidification rapide, l'intérieur du bloc est isolé avec certitude de 1' air extérieur de manière à empêcher l'oxydation des occlusions dans le bloc, De plus, il est à supposer que, par ce procédé, au moins les occlusions les plus importantes du bloc en acier sont désoxydées. Il est également à supposer que les apports, par suite de leur grande affinité pour l'oxygène, sont capa- bles d'absorber l'oxygène de l'air qui tend à pénétrer dans la tête du bloc. 



   Les résultats tangibles de ce procédé sont donc, avant tout que la couronne des inclusions gazeuses se dispose à une distance avantageuse de la croûte du bloc; que la scorie de tête est refoulée vers le haut de la tête du bloc et reste fixée à cet endroit, probablement sous 1' influence de la pression subsistange dans la partie supérieure du bloc par suite de   l'introduc-   tion des moyens calmants dans la partie inférieure et que les occlusions (ca- vités et inclusions gazeuses) ne sont pas oxydées et ce, dans une très large mesure. De ce fait, il est possible de ne détacher qu'une petite section pré- déterminée de la tête du bloc et d'améliorer ainsi considérablement le rende- ment. 



   Il est avantageux d'adapter la quantité et le type des apports et, de préférence, le genre de refroidissement utilisé par rapport à ces derniers, de manière qu'une pression suffisante, cependant pas trop élevée, soit réali- sée dans la partie considérée encore liquide de la tête du bloc.

   Partant de la considération qu'en ajoutant des moyens calmants, la température s'élève d'abord dans la partie considérée par suite de la réaction exothermique et provoque, de ce fait, un accroissement de la pression dans l'âme encore li- quide du bloc, il est possible de juger que, parmi les différents bains de fusion de l'acier non calmé connus, il en existe qui, de par leur origine, exercent une pression trop faible pour le procédé-, à l'intérieur de l'espace limité par la large zône de bord dépourvue d'inclusions gazeuses et d'autres dont la pression à cet endroit est considérablement plus élevée. Pour cette raison, les bains de fusion exigent des quantités plus ou moins grandes d' apports servant à provoquer la pression ou à accroître celle-ci. dans la tête du bloc.

   Un acier présentant une forte pression interne n'exigerait donc presque pas ou pas du tout d'apports. Cependant, la pression plus forte exi- ge un renforcement de la contrepression du couvercle. Ceci peut être effectué, soit en augmentant le poids du couvercle, soit en renforçant la conductibilité thermique de celui-ci. 



   De ce fait il est possible d'ajouter, en outre, avant la coulée, une faible quantité de carbone supplémentaire à un acier ne présentant pas ou peu de tendance à de fortes pressions internes lorsqu'il est en fusion, de manière à réaliser la pression interne désirée. 



   Dans la pratique il est utile de procéder avec un couvercle lourd ou éliminant rapidement la chaleur qui, même pour des aciers présentant une très forte tendance à pression interne, exerce une contrepression et un re- froidissement suffisants en vue de la solidification rapide de la zone supé- rieure de la tête du bloc. De tels couvercles peuvent être utilisés pour n' importe quel bain de fusion sans tenir compte de l'importance du comportement de la pression interne dans la coquilleo Ce comportement peut être déterminé au préalable et il est alors possible de décider si des apports d'aluminium,   silicium,  titane, etc...doivent être ajoutés à la tête du bloc et, éventuel- lement, dans quelle proportion. 



   Cependant, ainsi que mentionné, il est possible d'utiliser des couvercles présentant une action de refroidissement particulièrement grande et dans lesquels la dite action de refroidissement renforcée est provoquée par des nervures de refroidissement et/ou par l'emploi de métaux présentant une bonne conductibilité thermique.

   Il est également avantageux de réaliser la face inférieure du couvercle en fonte de fer ou en acier, tandis que la 

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   zône   supérieure du couvercle et, éventuellement, les nervures de refroidisse- ment,sont constituées par un métal à meilleure conductibilité thermique (éventuellement un   alliage)

     Un couvercle réalisé de cette manière peut pré- senter une telle action de refroidissement que la partie considérée de la tê- te du bloc soit solidifiée rapidement de manière qu'il soit plus ou moins possible de ne plus prévoir un couvercle particulièrement lourda La face in- fécieure du couvercle peut être munie d'une saillie en forme d'excroissance qui s'engage dans l'ouverture de la tête du bloc et qui refroidit tout parti-   culièrement   l'acier encore liquide à cet endroit pour l'amener à solidifica- tion. 



   Par le fait qu'il est possible d'attendre qu'une zône de bord à inclusions se forme à un endroit avantageux, le procédé suivant l'invention se distingue de la coulée dans des coquilles en goulots de bouteille, étant donné qu'il est connu que dans ces dernières la solidification de la partie supérieure de la tête du bloc s'effectue trop prématurément que pour permet- tre la formation d'une large zône de bord dépourvue d'inclusions gazeuses. 



   La fixation des scories de cavité ou de tête dans la partie su- périeure de la tête du bloc, s'effectuant sous réduction de la cavité de tête et par le refroidissement rapide, donne la possibilité de poursuivre de façon spéciale le traitement des blocs coulés de cette manière avant leur déformation à chaude 
Suivant la présente invention, de tels blocs, après fermeture totale de leur tête,sont retournés   ou,   de préférence, renversés sur leur tête pendant que leur noyau est encore liquide. De ce fait une répartition plus uniforme de la ségrégation de l'âme du bloc est obtenue. Il est à con- seiller de disposer le bloc dans cette même position dans la fosse de chauf- fage (four à réchauffer). De ce fait l'équilibre de la ségrégation est encore favorisée.

   En outre, dans les blocs disposés sur leur tête dans les fours à rechauffer, il est exclu que la zône de bord à inclusions, située dans la partie du pied du bloc, puisse s'ouvrir et s'oxyder en fondant. 11 est connu que la partie de tête des blocs non calmés est dépourvue de la zone extérieu- re à inclusions gazeuses. 



   L'augmentation du rendement lors de l'utilisation du procédé sui- vant l'invention est très considérable. En dehors d'une grande économie au cisaillage des blooms, il existe une certitude presque totale que la matière arrive comprimée au train finisseur. Ceci est particulièrement important étant donné que jusqu'à présent il n'existe pas de procédé absolument sûr permettant de déterminer si les matières présentées à la cisaille du train finisseur sont exemptes de défauts.

   L'incertitude dans le jugement de l'acier non calmé à laminer fait que le personnel manoeuvrant les cisailles, même si ce personnel est qualifié et dans le but de se mettre à l'abri des réclama- tions,rejette à la ferraille, non seulement les parties de la matière qui doivent être absolument enlevées, mais,   de plus;,   une quantité supplémentaire de matière utilisable. Le fait que cette incertitude est éliminée dans le procédé suivant l'invention présente un gain qui ne doit pas être sousestimé. 



   REVENDICATIONS.

Claims (1)

1. 1.- Procédé pour l'amélioration du rendement des blocs en acier non calmé, caractérisé en ce que, au moment où la croûte du bloc est solidifiée de manière suffisante et où une zône particulièrement avantageuse dépourvue d'inclusions gazeuses s'est formée, une partie relativement petite du bloc restant ouverte, des moyens connus en soi, tels que de l'aluminium, du silicium, du titane, etc... sont ajoutés au noyau encore liquide du bloc, les dits moyens possédant une action désoxydante et éventuellement un point de fusion inférieur à celui de l'acier;

   en outre, la quantité des moyens à ajouter est déterminée de manière qu'en raison du calme partiel et de la solidification rapide subsé- quante provoquée par les dits moyens, l'inclusion de la scorie de tête ainsi que la pénétration de l'air à l'intérieur du bloc sont évitéeso 2a- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la tête de bloc est refroidie additionnellement en y ajoutant des moyens, par exem- <Desc/Clms Page number 4> ple. des ferrailles de refroidissement sous forme de barres, copeaux, etc... ou par l'emploi d'un couvercle dont la grandeur correspond à l'ouverture de la tête de bloc, le dit couvercle étant éventuellement refroidi par de l'eau.

   30- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la quantité des moyens ajoutés dans la tête de bloc est d'autant plus faible et que le couvercle disposé sur la tête de bloc est d'autant plus lourd ou à plus forte élimination thermique que la pression interne du bain de fusion considé- ré est plus forte à l'intérieur de l'espace limité par la zône de bord dépour- vue d'inclusions gazeuses.

   4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que, lorsqu'il s'agit de bains de fusion,à pression interne particulièrement élevée, un couvercle particulièrement lourd ou éliminant fortement la chaleur, est disposé sans ajouter au préalable des moyens désoxydants dans la tête de bloc.

   50- Procédé suivant les revendications 3 à 4, caractérisé en ce qu'un couvercle très pesant ou éliminant la chaleur au point qu'il est possi- ble de l'utiliser pour des bains de fusion dont les tendances à la pression interne sont les plus élevées de celles pouvant se présenter, peut être employé également pour des bains de fusion dont les pressions internes sont plus fai- bles, moyennant l'ajoute d'apports désoxydants dans la tête de bloc, corres- pondant à la faible pression interne.

   6.- Procédé suivant les revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'un couvercle est disposé sur la tête de bloc dont l'action de refroidisse- ment est renforcée par des nervures de refroidissement et/ou au moins par l' utilisation partielle de métaux à bonne conductibilité thermique.

   7.- Procédé suivant les revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'un couvercle est utilisé dont la face orientée vers le bloc est constituée de fonte de fer ou d'acier, tandis que sa partie supérieure est constituée par un métal à meilleure conductibilité thermique (éventuellement un alliage).

   80- Procédé suivant les revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'un couvercle est utilisé dont la face inférieure est munie d'une saillie en excroissance qui s'engage dans l'ouverture disposée dans la tête du bloc et qui provoque à cet endroit le refroidissement efficace et la solidification rapide de l'aciero 9.- Procédé suivant les revendications 3 à 8, caractérisé en ce que de faibles quantités supplémentaires de carbone sont ajoutées,9 avant la coulée, à des aciers présentant une faible pression interne indésirable, dans le but de provoquer la pression interne.

   10.- Procédé pour le traitement de blocs d'acier non calmé coulés, particulièrement suivant les revendications 1 à 9, dans lesquels les scories de cavité et de tête sont fixées par suite de la solidification rapide, carac- térisé en ce que les blocs sont retournés ou, de préférence, renversés sur leur tête pendant que le noyau du bloc est encore liquide.

   11.- Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les blocs sont disposés, la tête vers le bas, dans la fosse de chauffage (four à réchauffer).