PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE TRAITEMENT DES MATIERES METALLIQUES A L'ETAT
LIQUIDE.
On connaît la fabrication de la fonte sphérolithique, c'est-àdire la fonte à structure graphitique sphérique, par addition de magnésium,
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traitement de la fonte au magnésium présente actuellement les plus grands avantages, c'est presque exclusivement cette matière qu'on utilise.- La proportion du magnésium se'trouvant dans la fonte est de 0,015 à 0,5%.
L'addition de magnésium dans la fonte liquide est rendue con-
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se trouve en-dessous du point de fusion:, et essentiellement en-dessous de la température intérieure de la fonte. Il en résulte une évaporation ex-
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le magnésium flotte à la surface du bain et, lors de son chargement sous forme solide, il est éjecté du bain avec une intense formation de flammes
et de lumière. Il se produit ainsi de grandes pertes de magnésium; on n'est pas certain d'avoir les quantités d'addition exactes et en outre le personnel de service court grand danger.
C'est pour cette raison, qu'on utilise les alliages de magnésium surtout avec du nickel; on y ajoute souvent d'autres éléments, dans une mesure relativement faible, comme par exemple ; le cuivre, le silicium, le manganèse, le calcium, l'aluminium etc. de même que des fractions résiduel-
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sation de pareils alliages de magnésium, qui sont, d'après les théories actuelles, à haut pourcentage, on fait remarquer, que les températures de la matière métallique en fusion doivent dépasser le moins possible le point
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de 30 - 50 %, en sorte que, tenant compte du prix relativement élevé les frais globaux de revient de la fonte à graphite sphérique se trouvent sensiblement augmentés. L'utilisation généralisée souhaitable en soi, et l'introduction de la fonte sphérolithique, avec ses grands avantages connus, du point de vue grande résistance et valeur d'allongement comparativement élevée, se trouve ainsi considérablement réduite et entravée, par.le fait que les conditions économiques et l'application technique, ainsi que la sûreté du procédé de fabrication ne sont toujours pas résolues d'une façon satisfaisant à toutes les exigences et ce, malgré les nombreuses recherches faites ces dernières années dans ce domaine.
L'invention part du principe qu'une condition essentielle pour l'élimination des difficultés actuelles consiste à éviter une ajoute simul-
-tanée, à la masse toute entière, du moyen de réaction destiné au contenu d'un creuset de coulée ou analogue et ceci tant à la surface qu'en-dessous de la surface de la matière en fusion à traiter. Comme, notamment en vertu des susdites conditions-physiques différentes entre le magnésium et le fer, le <EMI ID=7.1>
quide et qu'il a dès lors tendance, outre l'agrandissement de.volume, de monter à la surface de la matière en fusion; il se produit, lors de l'introduction du magnésium ou, dans une moindre mesure avec d'autres substances de réaction, en un endroit, se trouvant en-dessous de la surface de la matière en fusion, un très fort bouillonnement et moussage du bain. On a aussi
déjà essayé d'introduire progressivement la quantité totale du magnésium dans la matière en fusion. Il s'agit alors de l'introduction d'un fil, de l'insufflation de poudre ou vapeurs au moyen de gaz de support inertes, à
la façon d'une machine à jet de sable ou au moyen de la pression produite
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par l'addition de magnésium liquide d'une chambre de fusion aménagée à l'intérieur du réservoir de traitement..
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pas encore être considérées comme procédé technique mais qui ont déjà été essayées dans la pratique on s'est, sans aucun doute, limité aux faibles dimensions et quantités usuelles pour de tels essais. En outre, malgré les indications utiles qu'on trouve dans certaines études documentaires, on.n'a pas connaissance jusqu'à présent d'une utilisation effective de magnésium pur ou même seulement d'une teneur en magnésium dépassant les conditions ordinaires dans un alliage préliminaire.
Et cela est parfaitement compréhensible, puisque, d'une part, même la remarque concernant l'ajoute possible de magnésium pur, en respectant des conditions de température bien déterminées, est suivie immédiatement par
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maximum de 40% de magnésium et que, d'autre part, les ouvrages des professionnels donnent toujours des avertissements explicites contre "l'utilisation. dangereuse du magnésium métallurgique". Dans le même ordre d'idées, on ditaussi que les méthodes d'ajoute se trouvant encore en plein développement 'et que, pour la plupart des méthodes, la certitude d'obtenir des résultats est très minime.
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économique du problème, doit permettre de trouver enfin la voie, permettant
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une matière en fusion, comme matière de réaction sans ajoute, ou avec une - ajoute considérablement moindre d'autres éléments d'alliage. A cet effet, grâce à l'invention, la très forte tendance explosive et oxydante du magnésium métallique ou d'un alliage de magnésium à haut pourcentage est mise sous contrôle, par le fait que le magnésium, complètement pur ou d'une te-
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façon réglable, à la matière en fusion par un dispositif aménagé à l'extérieur du réservoir de traitement, en un endroit profond, soit en quantités spécifiquement très petites et adaptées aux circonstances, soit avec le dosage global réparti sur un laps de temps déterminé. ..
<EMI ID=14.1> d'autres caractéristiques de l'invention. Dans le premier cas, un milieu gazeux'est insufflé dans la matière en fonte à traiter, ensemble avec la matière à réaction, non, comme dans d'autres expériences, comme support de celle-ci, mais simplement pour l'enfoncer. Il n'entre donc en contact avec celle-ci que par une face correspondant à la section transversale de la con- duite d'amenée ou en est éventuellement séparé par une couche interposée, composée de sels pour empêcher un mélange ou une réaction. Par conséquent le gaz de compression en question ne peut pour ainsi dire pas agir à sa température normale dans le sens d'un refroidissement indésirable, sur la matiè-re en fusion et sur la matière de réaction à liquéfier avant introduction. La production mécanique de la pression a lieu de façon connue au moyen d'un piston.
Le dispositif pour l'exécution du procédé suivant l'invention' consiste généralement en un groupe, relié au côté extérieur du réservoir
de traitement, dans lequel la matière de réaction est portée à l'état nécessaire pour être introduite dans la matière en fusion à traiter. En particulier, pareil groupe peut comporter un dispositif de fusion, qui peut être chauffé de façon réglable,, pour la matière de réaction, et être, relié a une conduite de gaz à pression réglable et complètement isolable, en sorte qu'une pression, dans le sens de son introduction dans la matière en fusion à traiter, peut être exercée sur la matière de réaction se trouvant dans le groupe. De plus le groupe en question est équipé, à l'endroit prévu pour le remplissage de la matière de réaction, d'un sas isolable étanche au gaz, alternativement, du côté de l'entrée et de la sortie, par lequel sas on est en mesure de remplir la matière de réaction sans interruption du service.
A chaque endroit du réservoir de traitement prévu pour introduire la matière de réaction dans la matière en fusion -éventuellement un seul suffit - est disposé un corps d'échappement, de préférence spécialement adapté et remplaçable. Chaque corps d'échappement comporte, en vue d'une répartition aussi uniforme que possible de la matière de réaction dans la matière en fusion, surtout, lors de l'introduction de celle-ci.par le fond,
du réservoir de traitement, un forage d'entrée central et plusieurs forages de sortie dirigés vers divers côtés. Chaque corps d'échappement est réalisé
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primée, par exemple de l'oxyde de magnésium, qui, suivant les conditions particulières données, est chimiquement neutre et physiquement stable.
L'objet de l'invention est représenté dans le dessin, dans plusieurs exemples d'exécution se rapportant à divers détails de la disposition constructive d'ensemble.
La figure 1 représente, pour illustrer le procédé simplifié et 'schématisé, un creuset de coulée ou analogue, dans lequel une matière en fusion est traitée selon l'invention, avec du magnésium introduit à l'état liquide, y compris certains dispositifs complémentaires pour l'écoulement
ou récupérage du magnésium excédent.
La figure 2 représente un réservoir de traitement avec à l'extérieur, un groupe pour fondre et mettre sous pression la matière de réaction dans un milieu gazeux.
Les figures 3 et 4 représentent, en deux positions de fonctionnement, un dispositif pour produire mécaniquement la pression destinée à introduire la matière de réaction.
La figure 5 représente, à une plus grande échelle et avec le corps d'échappement y aménagé, un endroit d'introduction, de la matière de réaction, dans le réservoir de traitement.
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dans le fond, d'une prolongation cylindrique 2 et, à l'intérieur, d'une petite cuvette dans laquelle débouche un système d'alimentation encastré en forme de goulot de bouteille-_4.
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laquelle est raccordé, à l'endroit le plus élevé, un tuyau d'échappement 6. La partie supérieure conique de la hotte est traversée par un serpentin 7 ; dans lequel coule un réfrigérant. En-dessous de ce serpentin se trouve
une cuve plate 8, qui, en face de la paroi de la hotte, laisse un passage annulaire, et est en communication avec une canalisation � inclinée.
Lorsque le magnésium liquide utilisé comme matière de réaction est introduit dans la matière en fusion, en très faibles quantités suivant le faible diamètre de sortie du système d'alimentation �, il se produit im- médiatement une forte réaction entre le magnésium et l'oxygène le soufre et toutes autres substances contenus dans le fer et avec lesquels se combine
le magnésium. En outre le magnésium s'évapore immédiatement lors de son entrée dans la matière en fusion, puisque la température du bain est considé-
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en fusion toute entière entre simultanément, plus ou moins fortement, en mouvement. Eventuellement on peut augmenter la température d'ébullition de la matière de réaction, dans le cadre des limites données par les caractéristiques de l'invention, par l'emploi d'un alliage, par exemple de magnésium avec du cérium ou du nickel, et ralentir par là le processus d'évaporation.
En tout cas, la matière de réaction monte par suite de son poids spécifique plus faible, sous forme de bulles enrobant avec une surface maximum, et les substances chassées hors du fer, dans l'espace au-dessus du bain.
Selon la manière dont le procédé est exécuté, on peut immédiatement évacuer les vapeurs sortant du bain ou les laisser agir pendant tout un temps sur la surface du bain..
En insérant un condenseur, formé dans la présente exécution
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8 et évacué par la conduite 2 ou reconduit dans le circuit en vue d'une utilisation nouvelle, tandis que les gaz non condensés sont évacués par le tuyau
6.
Dans la forme d'exécution illustrée au dessin, après la fin du procédé, pour une quantité déterminée de fer liquide, le réservoir 1 et la hotte 2. sont séparés et le réservoir est mis en position de coulée. Après un nouveau remplissage de bain dans le réservoir et le replacement de la hote le procédé se poursuit. Si le réservoir de traitement est conçu de façon appropriée, une application continue du procédé est possible.
Un avantage particulier du procédé, suivant 1'intention, consiste dans le fait que les matières en fusion, outre la transformation, comme par exemple la formation d'une structure sphérolithiqué d'une masse normale de fonte, sont dégazées simultanément en une grande mesure ou complètement, par suite de la faible pression potentielle. '
A la figure 2 est fixé, au côté inférieur d'un creuset de coulée 10, un groupe 11 contenant un dispositif de fusion pour le magnésium introduit à l'état solide, par un sas 12 isolable au gaz, de façon étanche, alternativement du côté de l'entrée et de la sortie.
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incliné en sa partie centrale et qui, à la sortie, est prolongé par un tuyau conique en forme de syphon montant verticalement, et débouchant dans un corps d'échappement 14-conditionné de façon à être facilement remplagable dans le'
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cuté en une matière neutre par rapport au magnésium liquide, par exemple en acier non allié, à faible teneur en carbone, et pourvu, sur - son côté chauffé d'un revêtement résistant aux oxydes, par exemple en acier inoxydable, est
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de réaction dans le dispositif de fusion, d'une part, et du bain à traiter dans le creuset de coulée 10, d'autre part, peuvent être contrôlées par des thermo-éléments 16 et 17.
Pour introduire intérieurement dans le bain, la matière de réaction, à l'encontre de la pression ferro-statique du bain se trouvant dans''
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avec deux conduites supplémentaires, alternativement connectables et décon-ne;ctables 21, 22 via un organe de connexion correspondant 20, se trouve en communication avec le sas de remplissage 12 ou avec l'extrémité d'entrée du
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à une soupape de sûreté, on empêche que la pression à l'entrée de la matière de réaction puisse dépasser une valeur maximum déterminée,
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de réglage, de commutation et d'indication prévus pour l'observation des températures de la matière de réaction dans le dispositif de fusion et du bain dans le. creuset de coulée, pour le réglage du chauffage-du dispositif de fusion de même que pour la modification de la pression d'entrée et donc des faibles quantités de la matière de réaction introduites, par unité de temps, dans la matière en fusion.
Au lieu de l'exécution décrite ci-dessus, le dispositif de fusion, pour la matière de réaction, peut aussi être aménagé indépendamment,
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du groupe se trouvant sous la pression d'introduction et raccordée au réservoir de traitement.
<EMI ID=27.1> environ à sa position extrême droite. On a prévu, dans la paroi du cylindre, à une légère distance du piston, un raccord de tuyau ?il pour l'introduction
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munication avec une tuyère 28, pour introduire la matière de réaction dans un réservoir, rempli de la matière en fusion à traiter (non représenté). Pour maintenir la matière de réaction à l'intérieur du cylindre, à l'état liquide prévu pour l'introduction, ou pour le porter à cet état, on a prévu
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un brûleur à gaz utilisable à cet effet et muni d'un certain nombre de points d'allumage répartis sur toute la longueur du cylindre.
Toutefois, le cylindre peut aussi être chauffé d'une autre manière, par exemple électriquement.
La figure 4 représente le même dispositif, pendant que le piston 26 exécute sa course active et laisse passer la matière de réaction se <EMI ID=30.1>
Grâce à des indications correspondantes, non représentées, on peut à tout moment déterminer de l'extérieur la position du piston 26 dans
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introduite dans le bain.
De même, on peut également régler la quantité d'apport de la matière de réaction par la vitesse du piston, et la déterminer dans l'unité de temps.
<EMI ID=32.1> en divers sens et inclinés vers le haut. Le corps d'échappement est ajusté
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logue (non représenté). Entre le.côté inférieur du corps d'échappement ou
<EMI ID=34.1> protection thermique,
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La partie supérieure du corps d'échappement 30 couvrant les .
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l'axe central du creuset de coulée, les diverses coulées de la matière dé
réaction plus légère par comparaison au bain, avant qu'elles ne montent à
l'intérieur du bain et, d'autre part, de protéger lesdits canaux contre l'endommagement ou l'obstruction par des objets tombant éventuellement dans le
creuset de coulée vide.
REVENDICATIONS.
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liquide avec une matière de réaction, mise en contact en-dessous de la surface
de la matière en fusion, caractérisé par le fait que du magnésium, de pré�-
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lement à l'état liquide, de façon réglable à la matière en fusion à traiter,
depuis, un dispositif aménagé à l'extérieur du réservoir de traitement, en
au moins un endroit aussi profond que possible, en quantités relativement
petites, adaptées aux proportions, c'est-à-dire dont le dosage global est
réparti sur un laps de temps déterminé.