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So JUNGHANS, résidant à SCHORNDORF/Württ. Wurttemberg (Allemagne) o
PRODUIT EN ACIER,
La présente invention est relative à des produits en acier non calmé. Une particularité importante de l'acier non calmé, que l'on trouve aujourd'hui sur le marche, réside dans le fait qu'il contient des soufflures ou poches de gaz dans le lingot. Dans les soufflures se forment des ressua- ges d'éléments d'alliage, qui, dans certaines circonstances, empêchent la fermeture des soufflures lors du façonnage et qui, même lorsque tel n'est pas le cas, conduisent à l'apparition de défauts en certains endroits, no- tamment dans le cas de tôles polies.
L'acier calmé ne comporte pas de soufflures; les éléments que l'on emploie ordinairement comme agents calmants, à savoir le silicium et l'aluminium, restent cependant dans l'acier, en partie, sous forme d'oxydes dont l'action préjudiciable sur l'aptitude de façonnage et la travaillabi- lité de l'acier calmé est connue.
Les produits ou articles en acier non calmé suivant l'invention ne présentent, de manière étonnante, aucun des inconvénients susmentionnés; ces produits se caractérisent en ce qu'ils sont élaborés au départ d'acier non calmé, que l'on a soumis pendant sa solidification, depuis le début de la formation de soufflures, à l'action d'un champ magnétique non stationnai- re, tout en les soumettant à un refroidissement brusque. Des produits ou ar- ticles suivant l'invention préparés au départ de métal coulé en continu pré- sentent dans une mesure particulièrement élevée les qualités visées par la présente invention.
On a déjà fait diverses proportions, tendant à chasser des gaz
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et autres impuretés de bains métalliques contenus dans des récipients de coulée ou servant à maintenir ces bains chauds, ainsi que dans le moule lui-même, en soumettant les bains en question à un vigoureux mouvement tur- bulent à l'aide de champs électriques alternatifs ou tournants. Ce procédé implique que les bains présentent une viscosité adéquatement faible et est, dès lors, exécuté ordinairement, en soumettant simultanément les bains à un réchauffage par induction ou d'une autre manière.
La présente invention est basée sur d'autres principes et suit une voie fondamentalement différente de celle du procédé connu. Grâce à des essais étendus à l'aide de champs magnétiques non stationnaires, en particu- lier-de champs tournants, lors de la coulée de métaux (voir les demandes de brevets belges n 394.808 du 4 septembre 1951 et 409.
252 du 26 août 1953 du demandeur), on a pu constater, non sans surprise, qu'il est possible, par emploi de tels champs, de réduire dans une très forte mesure la forma- tion de soufflures ou poches de gaz dans des métaux, contenant des gaz à l'état fondu, notamment dans l'acier non calmé, si on extrait simultanément et de manière intensive de la chaleur de la couche métallique se solidifiant en premier lieu, ce procédé permettant d'obtenir, en augmentant davantage l'intensité du champ appliqué, des pièces coulées pratiquement exemptes de soufflures dans toute leur section.
Comme l'on révélé les essais, il ne suffit pas de soumettre une tranche d'une pièce coulée à l'action magnétique provenant, par exemple d'un champ tournant - auquel cas, dans certaines circonstances,la matière fondue est animée d'un mouvement de rotation dans toute la pièce coulée-, pas plus qu'il ne suffit de se contenter de l'action d'écoulement mécanique indirecte sur les zones liquides se trouvant en dehors du champ magnétique. Il est, au contraire, nécessaire que chaque section élémentaire de la pièce coulée passe par la zone du champ magnétique à 11 état encore liquide et ce à un moment où un dégagement de gaz n'est pas encore perceptible.
Pour que l'amélioration de structure s'étende jusqu'aux couches marginales extrêmes, il est nécessaire de faire débuter l'action magnétique suffisamment tôt et d'opérer avec l'intensité de champ voulue. Un contrôle pratique et efficace de l'opportunité d'amorcer l'action magnétique est per- mis par le fait que des champs magnétiques non stationnaires influencent, de manière déterminée, la cristallation au front de solidification, en ce sens que, par exemple, l'élimination du soufre se traduit par l'apparition d'une ligne claire (pauvre en soufre) dont la largeur dépend de la durée de l'ac- tion du champ magnétique. Cette ligne claire doit pouvoir être suivie jus- qu'au bord de la pièce coulée.
Pour permettre de mieux comprendre l'invention, on a représenté sur le dessin ci-annexé, trois tranches obtenues à partir d'une barre d'a- cier coulée dans une installation Junghans avec coquille animée d'un mouve- ment de montée et de descente. La composition de cet acier était la suivan- te :
Acier électrique non calmé : C = 0,14 %; Si = 0,02%, Mn = 0,31 %; P = 0,076 % et S = 0,029 %.
La machine de coulée présentait les caractéristiques suivantes : - Diamètre de la coquille : 118 mm - Largeur de la coquille : 600 mm - Constitution de la coquille : laiton
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- Distance du centre du champ tour- nant au côté supérieur de la co- quille : 150 mm - Pas de refroidissement sous la co- quille - Vitesse de coulée : 500 mm/ minute - Température de l'acier (mesure non corrigée au pyromètre) : 1540 (début) à
1490 C (fin de la coulée) - Champ tournant : tripolaire, dix en- roulements par pôle - Tension secondaire : environ 17 volts - Direction de l'axe du champ tournant parallèle aux surfaces de refroidissement principales de la coquille - Deux transformateurs, de 45 kVa connectés en parallèle, 380 / 15..... 30 volts.
Les essais ont été exécutés, en travaillant initialement sans l'action et plus tard avec l'action du champ tournant magnétique.
La figure 1 montre l'image habituelle d'une structure comportant de nombreuses soufflures de grandes dimensions.
La figure 2 montre clairement l'action du champ tournant, la pièce traitée ne comportant plus que deux soufflures.
Enfin, la figure 3 montre une tranche d'une barre d'acier obte- nue en augmentant de 50 % l'intensité du champ tournant. On voit que, dans ce cas, la formation des soufflures a pu entièrement être évitée. D'autres essais ont confirmé que ce résultat peut être reproduit.
Le champ tournant électromagnétique employé dans l'exemple donné ci-dessus ne doit être considéré que comme un cas particulier du champ ma- gnétique général à vecteurs mus latéralement, ce champ pouvant tout aussi bien être produit à partir d'un aimant permanent qu'à partir d'un électro- aimant.
REVENDICATIONS.
1. Produit en acier non calmé,caractérisé en ce qu'il est éla- boré au départ de lingots, que l'on a soumis, pendant leur solidification, depuis le début de la formation de soufflures, à l'action d'un champ magné- tique non stationnaire, tout en les soumettant à un refroidissement brusque.