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PROCEDE ET DISP'OSITIF' POUR' ALLIER DES METAUX.
On sait que, lors de la préparation d'alliages, la teneur des charges et lits ou bains de fusion en éléments-d'accompagnement individuels ne correspond pas toujours à la valeur désirée dans le produit fini.
En pareil cas, on ajoute des métaux ou des alpages à, la charge, ou plus tard dans la rigole'ou poche de coulée, pour obtenir des propriétés déterminées. De tels alliages ou-de telles additions-sont par exemple le ferro-silicium, le ferro-manganèse, le ferro-phosphore; le férro-molybdène, le ferro-nickel, le nickel pur, le magnésium,'le cuivre, le lithium, le cal- cium, le baryum, le strontium, les alliages de magnésium,' le sodium, les alliages de nickel, etc., ou encore des mélanges-des corps ci-dessus, sui- vant les besoins.
Gomme ces additions sont coûteuses et subissent une forte perte par combustion dans le four de fusion, on a cherché à les introduire dans le four en paquets où- dans des boites en tôle avec des liens ou liants, ou bien, pour obtenir des effets particuliers et pour opérer'économiquement, à les ajouter dans la rigole de coulée, ou à poser des'métaux d'alliage sur le fond de la-poche, ou bien à les projeter sur la surface du bain après l'avoir débarrassée du laitier et à immerger la matière au moyen de cloches.
On cherche ensuite à obtenir un mélange..intense en agitant.
On opère d'une façon semblable-lorsqu'il s'agit d'ajouter un élé- ment d'alliage à de licier-coulée lorsque l'on n'introduit pas.les alliages ferreux ou les- -métaux- purs dans le four- électrique, ou dans le cas '.de bains de fusion de métaux pour l'addition d'zlzments d'alliage et'pour la désoxyda- tion. Toutefois, les pertes dues dans ce cas à la combustion , à-la transfor- mation en laitier, etc., sont relativement grandes et dans bien des cas elles compromettent la valeur économique de ces procédés.
La présente invention se distingue foncièrement de ces procédés'en ce que l'on introduit dans la poche, dans une chambre séparée; faite en matière réfractaire, la matière d'addition dont on a besoin dans le cas envisagé,-et qu'on la laisse renfermée au moyen
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d'un couvercle réfractaire, jusqu'à ce que la poche soit remplie de matière de base en fusion, de telle manière que le point d'alliage soit atteint dans le temps et relativement à la température. Ce procédé peut être appliqué pour tous les alliages de fer, d'acier et d'autresmétaux, auxquels on désire ajouter des métaux.
L'addition peut être, effectuée, suivant sa. nature, en une seule fois ou par compartiments, en différentes doses successives; l'ouverture du couvercle peut aussi être effectuée au moyen de tiges guidées à bouchon pro- tégées par une matière réfractaire, comme pour les.poches decoulée de l'acier, de telle manière que le dosage ait lieu lentement ou rapidement. L'alliage peut être facilité par un mouvement énergique du bain, par un mouvement de bas en haut et de haut en bas, ou encore par des mouvements rotatifs du cou- vercle ou de la tige munie d'ailettes.
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La chambre peut aussi être disposée au fond, sur le côté, ou sur la paroi de la poche, et l'ouverture peut avoir lieu par le bas ou par le cô- té, au moyen d'un dispositif judicieux.
Lorsque l'on applique ce procédé, les matières d'addition se trou- vent dans la partie inférieure de la poche, au-dessous de la couche de laitier, et elles peuvent par conséquent aussi être amenées en relation plus étroite avec le bain de fusion de base, résultat que l'on peut augmenter le cas échéant, lorsqu'il s'agit d'éléments d'alliage difficilement solubles, par une agita- tion et un effet de brassage au moyen du même pilon que celui qui sert aussi à ouvrir le couvercle de la chambre. On a constaté aussi en pratique, notam- ment dans le cas d'une addition de matière d'alliage de densité moindre à des bains de fusion de densité plus grande, l'effet surprenant d'une répartition rapide et homogène des éléments de l'alliage.
On peutaussi faire en sorte, par une construction appropriée du couvercle de la poche, que les matières d'addition soient également entraî- nées dans le bain de fusion au moyen d'un récipient en tôle perforée ou d'un panier en fil-métallique relié au couvercle et dans lequel se trouve la matis- re d'alliage.
La chambre d'alliage utilisée joue un rôle particulièrement impor- tant dans la fabrication de fonte sphérolithique. Les pertes d'alliage de magnésium des alliages- de magnésium et cuivre, de magnésium et nickel, de magnésium, cuivre et ferro-silicium ou des alliages de magnésium pur entrai- nent d'abord de grands risques dans le cas d'additions en poche ; enoutre, les pertes dues à la combustion du magnésium sont élevées, car une petite partie seulement du magnésium ajouté est utilisable. C'est ce que le procédé décrit permet d'éviter d'une façon particulière. Le moment de l'addition de magnésium au bain de fer jusqu'à la coulée est fixé à des temps déterminés.
Par conséquent, si l'on ajoute le magnésium déjà dans la rigole ou au fond de la poche, une grande partie des effets du magnésium est aussi perdue dans le temps,,abstraction faite des pertes par combustion et autres déjà men- tionnées.
L'invention part de ce principe que la chambre qui se trouve au fond ou sur le côté de la poche est remplie de matière d'addition avant que le bain de fusion de base ne soit coulé dans la poche, et que cette chambre n'est ouverte qu'au moment de l'addition désirée, ce qui fait que l'on peut effectuer une désulfuration dans la même poche en évitant les pertes de cha- leur qui se produisent au moment du transvasement et.obtenir ensuite par l'ou- verture de la chambre la formation du fer désiré avec du graphite en petits grains, que l'on appelle aussi graphite sphérolithique.
Il est également possible de faire fondre les additions d'alliage dans un four particulier et de les introduire dans le bain de fusion par la chambre, entre autres, par exemple, de faire fondre au préalable un alliage de Mg et de Cu avec Fe-Si dans un four particulier,-puis de prendre 'cette
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matière fondue et de l'introduire dans la chambre avec le reste, à l'état li- quide, un peu avantl'alliage, soit. en versant la matière liquide dans la chambre, soit par une entaille en forme d'entonnoir débouchant dans la cham- bre et par coulée dans un entonnoir, ou par injection de la matière liquide,, comme avec une machine à coulée sous pression.
Ce procédé procure. des: avantages p articuliers'qui consistent prin- cipalement en ce que les pertes d'additions d'alliage sont réduites, que le moment de l'addition,la quantité de celle-ci-et la température voulue-des bains.-de fusion peuvent être déterminés, qu'il n'y a pas de pertes de chaleur par le transvasement-des bains de fusion, que les mêmes additions ou des ad- ditions différentes peuvent.être apportées et dosées dans tout ordre de suc- cession désiré et, finalement, ce qui toutefois n'est pas le moindre, que l'on peut utiliser desmatières d'alliage qui ne pouvaient être utilisées que très difficilement jusqu'ici à cause d'une tension de -vapeur trop élevée,
mais qui sont souvent sensiblement moins coûteuses'que les additions d'allia- ge utilisées jusqu'ici.
Il faut encore souligner le fait que le travail effectué suivant l'invention est sensiblement moins dangereux pour les hommes d'équipe, que le travail par les procédés connus, parce que les chambres séparées conformes à l'invention peuvent être ouvertes à une distance donnée parla longueur d'une tige servant de levier ou d'un organe de traction, de sorte que le personnel de service de la poche n'est exposé à aucun.-.danger encas de retard dans l'é- bullition ou de ségrégations de magnésium à un pourcentage élevé dans l'al- liage .
Des essais ont montré que des poches de coulée d'acier- peuvent aussi être.équipées avec.une ou plusieurs chambres, de préférence des cham- bres' de fond, ou avec 'dès canaux, pour recevoir passagèrement des additions d'alliage devant être'ajoutées à froid ou à chaud, et que l'on obtient aussi dans ce cas les avantages indiqués ci-dessus, avec une amélioration'sensible de la qualité de l'acier coulé, notamment en'ce qui ..concerne la possibilité de son usinage plastique. ' ''
Deux poches de coulée servant pour la mise en pratique du pro- cédé sont représentées à titre d'exemples de réalisation dans le dessin ci- joint.
Les fig. 1 et 2 représentent chacune en coupeet.partie en élé- vàtion'une poche de coulée' équipée àvec des chambres réfractaires pouvant être fermées, et des dispositifs pour l'ouverture et la fermeture de ces chambres, la chambre réfractaire étant obtenue, dans la fig. 1, par un évi- dement pratiqué dans la garniture ou maçonnerie de la poche, et dans la fig.
2 par.un'bottier suspendu dans la poche et servant de chambre.'-
Dans la fig. 1, la poche 1 est munie d'une garniture en maçonne- rie 2 présentant, au fond'de la poche, des évidements 3 fermés-parun couver- cle 4. Le couvercle '4 est relié à une tige 55 entourée par .une matière réfrac- taire 5 et fixée à un levier transversal 6 rendu solidaire, de son côté, d'une tige.66 guidée le long de la paroi' de la poche. La tige 66 porte un car- ré 67' par lequel elle est guidée dans les oeilletons des taquet$ 7 et'8'et supportée au moyen de l'anneau 68.
Un levier 9 est articulé à la tige 66 et lorsqu'on abaisse l'extrémité libre de ce levier en faisant tourner celui-ci autour du'.pivot 10, ceci a pour effet de soulever les tiges 55 et 66, et avec elles le couvercle 4, de sorte que les additions contenues dans la chambre 3 et destinées à être ajoutées au bain de fusion viennent' en contact avec ce- lui-ci.
Lorsque la poche est construite comme celle de la fig. 1, les ad- ditions d'alliage doivent être,introduites dans la chambre 3 avant l'introduc- tion du bain de fusion. La fig. 2 représente une chambre 11 en matière réfrac- taire, par exemple en brique réfractaire, munie d'un tuyau réfractaire 16
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dans lequel est guidée--une tige 15 portant à son extraite le- couvercle ré- fractaire 12. Un bouchon central 14relié au couvercle 12 sert à protéger la tige 15 et à la mettre à l'abri de la chaleur dubain de fusion lorsqu'on ouvre la chambre II.
Le bouchon 14 porte en outre un tamis 13 par lequel les additions contenues dans la chambre, reposant sur le couvercle et devant être ajoutées au bain de fusion, sont chassées hors de la chambre 11 pen- dant le mouvement de'couvercle. Des tiges transversales 20 et 18 reliées à la tige 15 sont déplacées par le levier à deux bras 21 de telle manière-que le couvercle 12 puisse être ouvert ou fermé. On peut aussi subdiviser la 'chambre en plusieurs compartiments individuels et utiliser une double timo- nerie à l'aide de laquelle on peut ouvrir et fermer chacun des compartiments individuellement.
Le type représenté dans la fig. 2 a l'avantage que la chambre 11 peut être adaptée de façon interchangeable, avec ses supports 17 et sa fermeture à cabillot 19, à des poches dont la construction est d'ail-- leurs entièrement semblable à celle des poches usitées jusqu'ici, de sorte -que les chambres 11 préparées et remplies sont par conséquent simplement plongées dans la poche avant ou après la coulée du bain de fusion, ce qui fait que l'on n'a donc pas besoin de poches de coulée spéciales, et, en ou- tre, que l'on peut aussi introduireplusieurs poches 11 simultanément et en série pendant la fusion.