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Dans beaucoup de procédés métallurgique., un agent a'addition doit être ajouté à une masse de métal en fusion. Si le point d'ébullition ou la température de décomposition de l'agent d'addition est inférieure à la température du métal en fusion, le métal en fusion est violemment a- gité à partir du moment où il y a contact avec l'agent d'addition, par le vigoureux dégagement de vapeur provoqué par ce dernier, et il arrive que du métal puisse être projeté hors du récipient. Ceci est, naturellement, dangereux et aussi très peu économique. Le risque est particulièrement im- portant lorsque du magnésium est ajouté à du fer en fusion, comme cela est actuellement réalisé communément pour réduire de la fonte contenant du graphite sphéroïdal.
Dans un tel procédé, en fait, le magnésium est habi- tuellement ajouté sous forme d'un alliage à faible teneur en magnésium, afin de minimiser à la fois la violence de la réaction et la perte de ma- gnésium. Ceci, toutefois, entraîne divers désavantages. En particulier, les alliages d'addition sont plus coûteux que la magnésium métallique, et le métal d'alliage est introduit dans le fer où sa présence peut être in- désirable.
Selon cette invention, l'agent d'addition est introduit dans une masse de métal en fusion se trouvant dans un récipient à pression, à l'aide d'un plongeur qui passe au travers d'une ouverture d'admission, pré- vue dans le récipient, et qui, dans la position où il est le plus enfoncé, ferme l'ouverture d'admission pour rendre le récipient étanche à la pres- sion. Cette nouvelle méthode rend possible d'introduire l'agent d'addition profondément dans le métal en fusion sans courir le risque d'être blessé par le métal projeté hors du récipient.
L'invention comporte, comme appareil nouveau, la combinaison d'un puisoir de coulée ou d'un autre récipient, conçu pour contenir du mé- tal en fusion sous pression et fermé sauf à l'endroit d'une ouverture d' admission, avec un plongeur pouvant coulisser dans ladite ouverture et fermant celle-ci de façon étanche lorsqu'il est dans sa position intérieure extrême.
L'agent d'addition est, de préférence, placé dans une partie creuse du plongeur et retenu dans celle-ci par un bouchon qui est détruit par le métal en fusion. Ce plongeur peut être fait en différentes matières; ainsi, il peut être en métal et être détruit pas la fusion, ou être en bois et être détruit par combustion, ou encore être en une matière qui se décompose ou se désintègre lorsqu'elle est en contact avec le métal en fusion.
L'invention sera plus clairement comprise en se référant aux dessins ci-annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un appareil sans le plongeur ; la figure 2 est une coupe verticale centrale prise à travers cet appareil; 'avec le plongeur dans la position où il ferme l'ouverture; et la figure 3 est une coupe verticale pratiquée dans un autre appareil, avec le plongeur fermant l'ouverture.
L'appareil représenté aux figures 1 et 2 comporte un puisoir de coulée 1 comprenant un corps 2 et un couvercle 3, tous deux capables de résister à une pression importante et garnis' intérieurement de matière réfractaire 4. Le corps du puisoir est consolidé par des organes de renfort 5 qui y sont soudés, et présente à son extrémité supérieure une couronne 6 qui y est rivetée. Le couvercle 3 s'étend en travers de la totalité du sommet du corps 2 et peut être fixé par des coins ou clavettes 7, passant par des fentes 8 ménagées dans des bossages creux 9 formés sur le couvercle, et s'engageant en dessous de la couronne 6.
Le joint formé
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entre le couvercle et le corps est rendu étanche à la pression par des bagues d'étanchéité en interengagement 10 et 11, fixées au couvercle et au corps respectivement mais pouvant être remplacées aisément si nécessaire.
Le couvercle 3 est composé, et comporte une bague de guidage 12 délimitant une ouverture centrale qui reçoit le plongeur, représenté en 13 L'ouverture formée dans la bague 12 est conique et complémentaire d'une partie conique de la tête 14 du plongeur. Cette tête présente également une bride ayant des surfaces horizontales 15 et 16 qui s'associe à des sur- faces correspondantes prévues sur la bague 12. La tête 14 est fixée par des vis 17 à la partie inférieure d'un poids lourd 18.
Le plongeur possède un corps d'acier tubulaire 19, soudé légèrement à une monture tubulaire 20,qui est garnie de matière réfractaire 21 et unie à un bouchon 34, présentant un ergot fileté 22 qui pénètre dansun trou taraudé ménagé dans la tête. L'agent d'addition, par exemple des tiges de magnésium 35, est placé dans le corps tubulaire 19 et est maintenu en position par un bouchon en bois 23.
Le puisoir 1 dans son ensemble peut être soulevé par une grue à l'intervention d'une armature 24, qui s'engage dans des montures à pivot 25 prévues sur deux organes de renfort 5. Une rotation relative de 1' armature 24 et du puisoir 1 peut être effectuée de la manière classique à l'aide d'un volant 26 et d'un système d'engrenages 27, de sorte que le puisoir peut être basculé pour la coulée, et l'armature peut également être basculée hors du chemin du plongeur lorsque celui-ci est introduit dans le puisoir.
Au cours du fonctionnement, le métal en fusion, par exemple du fer fondu provenant d'un cubilot, est versé dans le puisoir 1, les surfaces d'étanchéité du plongeur et du couvercle étant protégées contre le métal en fusion, à cette phase du procédé, par un recouvrement de métal en feuille de tôle, ou par un enduit de gapilot. Le plongeur 13 est alors abaissé par une grue à travers l'ouverture formée dans la bague 12, jusqu' à ce que la tête du plongeur vienne reposer dans la bague et ferme le puisoir. Le poids 18 joue le rôle de soupape de sûreté, en ce sens qu'il se soulève si la pression à l'intérieur du puisoir devient anormalement élevée.
Lorsque le plongeur pénètre dans la charge de métal en fusion, le bouchon 23 brûle. Ce bouchon doit être suffisamment épais pour assurer que le métal en fusion ne vienne pas en contact avec l'agent d'addition tant que le plongeur n'est pas dans sa position intérieure extrême.
Dès que ce contact est réalisé, l'agent d'addition commence à se vaporiser et le métal en fusion est projeté violemment vers le haut. Si, à ce moment, le plongeur n'était pas dans sa position où il ferme l'ouverture, du métal serait projeté par l'espace laissé entre la tête du plongeur et le couvercle, et il pourrait blesser les ouvriers et, également, obstruer ledit espace et empêcher ainsi une fermeture étanche à la pression d'être formée. Normalement, il ne faut que quelques secondes au plongeur pour atteindre sa position intérieure extrême après que le bouchon 23 a touché le premier la charge en fusion, à la condition que la grue soit manoeuvrée convenablement.
Normalement, le tube d'acier 19 est entièrement fondu penaant que le plongeur reste dans le puisoir, mais la monture 20 ne l'est pas.
Il résulte de la vaporisation de l'élément d'addition, que la pression dans le puisoir s'élève à celle correspondante à la température du métal, par exemple 6 atmosphères à 1.350 C. Pour réduire la perte en agent d'addition par vaporisation, l'espace d'air 28 dans le puisoir doit être prévu aussi petit que possible.
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Le plongeur est retiré par la grue dès qu'il s'est écoulé suf- fisamment de temps pour que l'agent d'addition soit pratiquement entière- ment incorporé dans le métal en fusion.
Avant que le métal ne soit versé hors du puisoir, la surface du couvercle sur laquelle le métal chaud s'écoule au cours de la coulée, est enduite de galipot ou d'une autre matière protectrice.
Il est important d'assurer l'étanchéité des surfaces associées de la tête 14 du plongeur et de la bague 12. Ceci peut avantageusement ê- tre réalisé en faisant usage d'une poudre de résine synthétique thermodur- cissante, qui contient un accélérateur et fait rapidement prise sous pres- sion. Par,exemple, on peut utiliser des résines de phénol-formaldéhyde, d'urée-formaldéhyde ou de mélamine-formaldéhyde, incorporant de la tétra- mine d'hexaméthylène comme accélérateur, mélangées de préférence avec une charge à bon marché, telle que du sable, de la poudre d'amiante ou analo- gue. Le mélange pulvérulent peut simplement être appliqué sur les surfaces
15 et 16.
Ces surfaces sont chauffées par la charge en fusion à une température suffisamment élevée pour faire fondre la matière d'étanchéité qui fait prise dès qu'elle est soumise à la pression exercée par le poids,
Un coulis de matière réfractaire peut être utilisé sur les sur- faces 15 et 16, au lieu de la poudre résineuse.
La matière d'étanchéité doit être renouvelée chaque fois que le joint d'étanchéité a été rompu. On peut aisément faire sauter ou gratter la matière d'étanchéité en résine synthétique pour rendre les surfaces propres.
Lorsque la garniture intérieure du puisoir doit être renouvelée, le couvercle 3 est enlevé et un ouvrier peut alors pénétrer dans le puisoir.
Il est avantageux de réaliser l'ouverture obturée par le plongeur aussi petite que possible,, vu que plus cette ouverture est petite, plus le poids 18 peut être de petite dimension et plus est réduite la longueur de la fermeture d'étanchéité le long de laquelle peut survenir une fuite. L'étanchéité entre le couvercle 3 et la couronne 6 peut être faite à loisir, et elle peut être renforcée par garnissage intérieur de matière réfractaire.
Le bouchon 19 ne doit pas nécessairement être en bois, mais peut être de toute matière qui sera détruite par le métal en fusion. Au -lieu de placer l'agent d'addition dans un plongeur creux, il peut encore être envelopé dans une feuille de métal ou toute autre matière et être fixé à l'extrémité du plongeur, la matière d'enveloppage étant suffisamment épaisse pour maintenir l'agent d'addition hors de contact avec le métal en fusion pendant que le plongeur est abaissé en position.
Le plongeur peut avoir différentes formes. Par exemple, il peut avoir le corps constitué pour la plus grande partie par une tige métallique pleine entourée de manière réfractaire, l'extrémité inférieure de la tige étant élargie pour former un rebord auquel est soudé légèrement un boîtier métallique destiné à contenir l'agent d'addition. Le corps entier du plongeur peut encore être constitué de matière réfractaire, avec une extrémité creuse dans laquelle est placé l'agent d'addition, Ceci présen- te les avantages que la totalité du plongeur peut être réutilisée et que toute la vapeur dégagée par l'agent d'addition' sort du fond du plongeur et doit ainsi remonter en barbotant à travers le métal en fusion sur toute sa hauteur avant d'atteindre l'espace d'air 28.
L'appareil représenté à la figure 3 diffère essentiellement de celui représenté aux figures 1 et 2, en ce sens que le récipient à pression est entièrement fermé sauf à l'endroit d'un trou d'homme 29, de sor-
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te qu'il n'est pas nécessaire d'avoir un couvercle devant être fixé au corps du récipient. Le trou d'homme 29 est d'un diamètre plus grand qu'il ne convient pour le plongeur ; aussi un petit couvercle 30, présentant une nervure 31 associée à une rainure formée dans le rebord 32 de l'orifice du récipient., est utilisé et présente une bride 33 qui guide le plongeur.
Ce couvercle 30 est placé en position après que le récipient a été chargé, et est enlevé à nouveau avant que le métal en fusion ne soit coulé hors du récipient. La partie du dessous du poids 18 constitue une semell'- ou flasque sur le plongeur, et un joint d'étanchéité peut être réalisé, tre ledit dessous et le couvercle 30, par une corde d'amiante 43.
Le plongeur représenté à la figure 3 possède un corps d'acier tubulaire 37., entouré par de la matière réfractaire 38 et fermé à son extrémité inférieure par une plaque d'acier 39 présentant un recouvrement de galipot 40. L'agent d'addition, indiqué comme étant des tournures de magnésium 36, est entassé dans un tube d'acier 41 soudé légèrement à la plaque 39, et c'est normalement ce tube 41 et un bouchon 42 qui sont uniquement détruits dans le métal en fusion.
Le récipient représenté à la figure 3 est un puisoir cylindrique qui peut être soulevé à l'intervention d'une armature 24 et être basculé sur un axe central en vue de la coulée; c'est pourquoi le trou d'homme est pratiqué sur un côté de l'axe cylindrique du puisoir pour facili- ter la coulée.
L'invention peut être appliquée en particulier à l'introduction de magnésium dans de la fonte ; ce magnésium peut être ajouté sous forme élémentaire ou sous la forme d'un alliage riche en magnésium, ou encore sous la forme d'un alliage au fer et au silicium, de sorte que la phase habituelle d'inoculation peut être combinée avec l'introduction de l'agent d'addition. D'autres agents d'addition qui peuvent avantageusement être introduits grâce à la présente invention sont constitués par d'autres additions d'alliage, des agents réducteurs et des agents de purification. En particulier, l'invention peut être employée dans la désoxydation et la désulfuration de l'acier,et dans la traitement de métaux non ferreux, avec des agents d'addition à bas point d'ébullition, par exemple du calcium, du sodium et analogue.
REVENDICATIONS,
1. Une méthode d'introduction dans une masse de métal en fusion, d'un agent d'addition qui bout ou se décompose à une température inférieure à celle du métal en fusion, dans laquelle l'agent d'addition est introduit dans le métal en fusion se trouvant dans un récipient à pression, à l'aide d'un plongeur qui passe par une ouverture d'admission ménagée dans le récipient et qui, dans sa position intérieure extrême, ferme l'ou- verture d'admission pour rendre le récipient étanche à la pression.