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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR CARBURER DU METAL LIQUIDE.
La présente invention se réfère à un procédé et à un disposi- tif pour carburer du métal liquide qui peuvent être employés notamment pour obtenir de la fonte à partir de la ferraille ou bien d'autres matériaux contenant du fero
En comparaison des méthodes connues pour la production de la fonte dans le haut fourneau ou dans le cubilot ou dans l'ainsi dit four électrique à fonte synthétique, le procédé selon l'invention présente les avantages suivants : a) la possibilité d'arriver à un produit avec des teneurs en carbone très élevées, par exemple jusqu'au 5 %, ce qui n'est pas possible dans les autres cas par lesquels on n'a pas le contact permanent entre le charbon et le métal à la température maximum que l'on a dans ce fourneau.
Ce produit très riche en carbone est d'une remarquable utilité pour les fonderies surtout lorsque la fonte est destinée à la refonte dans le cubilot.
D'une manière analogue, le produit peut être employé dans les fours Martin pour carburer l'acierayant une plus grande efficacité à égalité de poids. b) la possibilité d'obtenir une fonte ayant une teneur en sili- cium assez basse, inférieure aussi à 0,30 %, qui dérive de la possibilité d'opérer la carburation du métal non en présence de laitier ou en présence seulement de laitiers basiques.
Cette fonte offre de notables avantages pour l'emploi en matériaux d'adjonction dans les fours Martin ou dans les cubilots., lorsque une basse teneur en silicium dans le produit final est utile pour des--fontes spéciales ou pour avoir la fonte dite malléableo c) la possibilité d'obtenir de la fonte avec des teneurs en
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soufre très réduitespar exemple au-dessous de 0,010% puisqu'il est possi- ble d'opérer avec des laitiers basiques même à l'état de pâtes ou à l'état solides, ce qui n'est pas possible au contraire avec les autres procédés qui exigent un laitier relativement fluide pour rendre possible le mouvement d'ensemble dé la charge ou à travers elle.
Selon le procédé suivant l'inventions il est aussi possible de renouveler plusieurs fois le laitier qui reste toujours à la surface du bain liquide et peut être extrait de la partie supérieure du four. Une telle ca- ractéristique est précieuse pour tous les emplois de la fonte. d) la possibilité d'utiliser comme matière première contenant du fers d'une façon exclusive, des débris d'acier, lesquels sont plus faci- lement disponibles que des débris de fonte et se trouvent à un prix'infé- rieur. e) la possibilité d'utiliser des fours déjà existants de dif- férentes formes et dimensions avec chauffage électrique ou à flamme et en particulier la possibilité de produire de la fonte avec des fours assez pe- tits ayant une capacité de charge inférieure même à une tonne.
Par exem- ple, on peut avoir un petit fourneau dont la production peut être entière- ment absorbée par un four Martins auquel il fournit la quantité de fonte nécessaire pour un travail rapide et non excessivement coûteux.
La transformation de l'acier en fonte peut être théoriquement obtenue dans le haut fourneau ou dans le cubilot, mais, à part les nombreu- ses difficultés pratiques d'un tel mode de procéder (concernant la valeur de la température nécessaire, la durée du revêtement, le prix de l'instal- lation etco), on obtiendrait la carburation conjointement à une forte con- sommation de charbon de qualité (coke en morceaux relativement gros) pour le chauffage.
Dans le four électrique dit four pour fonte synthétique, il est nécessaire d'employer du charbon en quantité considérable et il est aussi nécessaire que les débris soient en quantité convenable pour réaliser régulièrement le mouvement des matériaux et pour ne pas produire la cassu- re des électrodes.
Il est encore nécessaire que les laitiers qui se forment dans le four soient d'une suffisante fluidité et d'une telle composition à ne pas préjudicier le fonctionnement du four et à ne pas endommager son revê- tement.
Dans le cas des essais faits pour produire la fonte dans les fours communs de type Heroult, la carburation du métal fondu est toujours extrêmement difficile car les morceaux de charbon tendent à flotter sur le laitier et il en résulte peu d'efficacité pour la carburation du métal.
Il est possible dans le cas du four électrique type Heroult, d'obtenir une carburation de l'acier aux dépens du carbone des électrodes, mais une telle opération est surtout très coûteuse car la pâte électrodique ou en général le matériau qui constitue les électrodes à un prix notable.
En outre, pendant une telle carburation, il faut plonger les électrodes dans le four et, par conséquents pour éviter un court-circuit, il est néces- saire d'interrompre l'alimentation en courant.
Le procédé selon l'invention consiste à porter au contact du bain de métal fondu un corps charbonneux plongé dans le bain et qui repose sur la base du four, lequel est tenu. à sa place par son propre poids et est continuellement renouvelé d'en haut.
Ceci peut être fait par des blocs cylindriques ou prismatiques
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pré-fabriqués et chargés successivement l'un sur l'autre pour compenser d'une façon continue la consommation des blocs qui sont en contact avec le métal fondue ou bien il peut être obtenu par un procédé d'auto-cuisson en chargeant d'en haut un mélange qui durcit à mesure qu'il descendo Il sera d'une cer- taine façon analogue à la pâte électrodique, mais en ce cas, en relations aux exigences moins poussées auxquelles elle doit satisfaire, la pâte peut être faite avec du matériau charbonneux bien moins coûteux., comme, par exem- ple, du poussier d'anthracite ou de coke ou d'autres charbons., aggloméré avec des substances charbonneuses ou d'autres substances.
On peut faire agglomérer automatiquement une telle pâte par ef- fet de la chaleur au fur et à mesure qu'elle s'approche à l'intérieur du four; préférablement on peut la renfermer dans une enveloppe de matériau qui ensuite se détruit par effet de la chaleur telle que par exemple une enveloppe de cartono
Le dispositif pour réaliser le procédé selon l'invention peut prendre des formes différentes; on en décrit quelques-unes que l'on donne à titre d'exemples nullement limitatifs.
Dans le dessin annexé, les figures la, 1, 1c, 1d représentent en vue et en plan quelques formes que l'on peut donner à un corps charbon- neux constituant un dispositif selon l'invention; les figures 2a, 2b, ?ce 2d, représentent schématiquement une coupe horizontale d'un four pourvu du dispositif selon l'invention; la fig. 3 représente un détail concernant la charge du maté- riau charbonneux en pâte;
la fig. 4 représente un outil propre à faciliter la dite opé- ration de charge la fig. 5 représente une variante relative à un mode diffé- rent d'obtention de la colonne de matériau carburante
Tel qu'il résulte clairement de la fige 1, le dispositif con- siste de préférence en une colonne de matériaux charbonneux formée par de petits blocs tel que représenté aux figures de la. à 1d, ou bien il est formé par une colonne 1', 1" tel que illustré sur les fige 3 et 5. Le dispositif en relation à la forme du four 2, 2', 2" peut être appliqué en son centre (figo 2a) ou en correspondance avec l'avant-creuset (figo2b) ou il peut être aussi appliqué en deux unités placées aux deux côtés du four (figo 2c, 2b).
On peut obtenir les blocs qui forment la colonne carburante par compression dans une presse, de matériau pulvérulent, matériau peu cher, avec l'adjonction éventuelle de substances adhésives (telles que par exem- ple du goudron, de la poix, du bitume, du silicate de sodium).
On peut aussi éventuellement ajouter dans la pâte quelque sub- stance fondante ou des ferro-alliages qui agissent en correctif de la fonte.
Les blocs peuvent être aussi percés en pourvoyant la colonne d'une âme de métal 3 telle qu'on l'a indiquée à la figo 1b.
Si l'on désire obtenir une colonne continue, on peut utiliser une enveloppe ayant la forme d'une cheminée dans laquelle on peut charger le matériau tenu en place jusqu'à ce qu'il ait subi une période de cuisson et acquis une résistance mécanique suffisante par des dispositifs convena- bles tels que par exemple une chemise métallique 4 (figo 5) ou un revête- ment 5 de carton ou de papier goudronné (figo 3).
Dans ce cas, on peut envelopper le papier sur un noyau dila-
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table 6, par exemple, tel que représenté sur les figures 3 et 4 pour obtenir facilement une dimension fixe.
Il est aussi possible de présenter d'une autre façon la colon- ne carburante en contact avec le bain métallique tel que par exemple en pré- disposant une enveloppe percée faite de matériau réfractaire dans laquelle on pourrait aussi charger simplement du charbon en morceaux.
L'alimentation du matériau charbonneux soit compact, soit dé- fait, peut aussi avoir lieu par le côté du four à travers des ouvertures obliques existantes dans les parois.
Il est évident que le procédé selon l'invention, lequel ne dérange pas la conduite normale du four, peut être appliqué à des fours de différents types, tels que par exemple des fours électriques à arc, des fours à induction, des fours à flamme, etco
Le dispositif peut être aussi appliqué au four seulement pen- dant une partie de la marche, par exemple, en excluant la période initiale pendant laquelle on fait la charge et/ou la période finale de couléeo
Bien que le procédé soit décrit en se référant à la produc- tion de la fonte, il est également applicable pour produire d'autres ma- tériaux et en particulier des ferro-alliageso
La présente invention a été illustrée et décrite en ne se référant à aucune forme de réalisation pratique,
mais à simple titre d'e- xemple non limitatifo
Mais il s'entend que des variantes et des modifications sont en pratique possibles sans sortir du cadre de protection de la présente invention industrielle.