BE537282A - - Google Patents

Description

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   La présente invention se rapporte à une matière ou composition permettant d'améliorer le remplissage du moule lors de la coulée des métaux par le processus général en soi connu consistant à utiliser des matières exothermiques pour fournir une quantité de chaleur additionnelle, soit à la colonne de coulée, de façon que le métal y demeure à l'état liquide pendant un laps de temps suffisant pour tenir compte à la fois de la contraction du liquide et de la réduction de volume qui se produit dans le moule, soit en un ou plusieurs points importants à l'intérieur du moule. 



   Il est déjà connu d'utiliser à cet effet des matières dans lesquel- les la réaction exothermique se produit entre de l'aluminium et des agents oxydants, le mélange étant formé pour 1 à 5% par du fluorure favorisant une température d'inflammation plus réduite et une combustion régulière. Il est également connu d'utiliser des matières contenant de l'aluminium et de l'oxy- de de fer, ainsi que   5,5 à     12%   de fluorure, servant de flux de scories. 



   Des recherches ont montré que, dans les matières exothermiques du type contenant de l'aluminium et un oxyde métallique tel que de l'oxyde de fer ou de manganèse ou encore un autre oxyde convenable capable de parti- ciper à une réduction dans les conditions d'utilisation, ainsi que du   fluo-   rure, une quantité relativement importante de ce dernier est désirable pour certaines applications. 



   Une matière du type faisant l'objet de l'invention est donc   carac-   térisée principalement par la présence de fluorure en une proportion compri- se approximativement entre 12,5 et   25%   de la matière totale. 



   Une application particulière de cette matière à forte teneur en fluorure est l'obtention, en y incorporant également une certaine proportion de calcaire, d'un oomposé exothermique pour masselottes, utilisable plus particulièrement dans les aciéries. Ce composé fournit un laitier ou des, scories très fluides capable de constituer une couche de recouvrement à la surface de l'acier liquide dans l'évent ou le trou de coulée, de sorte que le niveau de cette surface est clairement indiqué tout en permettant le pas- sage à travers elle d'une nouvelle quantité d'acier, selon les besoins de la coulée du métal dans le moule. L'oxyde métallique choisi en vue de son incorporation à ce composé est de l'oxyde de fer magnétique noir, et l'alu- minium est de préférence en grains relativement gros. 



   Les limites de proportions indiquées ci-après couvrent les gammes d'ingrédients essentiels utilisables dans des matières de ce type formant des masselottes chaudes : 
Aluminium de granulométrie convenable 20 à   55 %   
Oxyde métallique 5 à 55 % 
Fluorure, par exemple le spath fluor, le fluoral, la   oryolite,   le fluorure de sodium ou de potassium 12,5 à   25 %   
Calcaire 0,5 à   10 %     On   donnera ci-après à titre d'exemple une composition préférentiel- le de cette matière :

   
Aluminium en gros grains   30 %   
Oxyde de fer magnétique noir   48 %   
Spath fluor   15 %   
Calcaire   7 %   Une petite proportion, allant par exemple jusqu'à 1   %,   d'un agent fortement oxydant comme un chlorate ou un nitrate peut être également incorporée si désiré à la matière, bien que cela ne soit pas nécessaire quand le composé doit être utilisé avec de l'acier. 

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   Une seconde application particulière de cette matière à forte te neur en fluor suivant l'invention est son utilisation en fonderie pour des métaux comme les alliages d'aluminium, auquel cas la matière contient comme ingrédient essentiel un agent fortement oxydant et a une température d'in- flammation relativement basse, ne dépassant pas sensiblement 6000 environ. 



   Dans ce cas, l'oxyde métallique choisi est le bioxyde de manganèse, et l'a- luminium est utilisé de préférence sous la forme d'une poudre relativement fine. La teneur en agent   f ortement   oxydant ne doit pas dépasser de   préf éren-   ce 15% de la matière, et cet agent peut être formé par un chlorate et (ou) un nitrateg par exemple par du chlorate et (ou) du nitrate de sodium,   cha-   cun d'eux étant toutefois présent en une quantité ne dépassant jamais 10% 
Quand la teneur   dépasse 7 %   afin de réduire dans une mesure suffisante la température d'inflammation, cet agent est constitué de préférence par un chlorate (qui ne représente pas une quantité dépassant 7 %) et par du nitra- te, afin d'éviter une combustion trop rapide.

   On peut favoriser la combus- tion à la température relativement faible requise en prévoyant également jusqu'à 10% de substance organique ou carbonée, par exemple de charbon de bois, de sucre ou de cellulose. 



   Quand la matièresà faible température d'inflammation considérée ici est destinée à l'obtention d'objets pouvant être moulés, par exemple d'un manchon formant évent, il est désirable d'y incorporer une certaine proportion de sable de granulométrie déterminée ou d'une autre matière ré- fractaire granuleuse appropriée en vue d'obtenir une masse qui est à la fois fortement perméable et qui conserve sa forme après son inflammation, ainsi qu'un liant maintenant les différents ingrédients agglomérés les uns aux au tres, une argile colloïdale comme la bentonite étant utilisée judicieusement comme liant, car elle fournit alors une moins grande quantité de fumées et réduit le risque d'incorporation de gaz au métal se trouvant en contact avec la surface du manchon moulé ou de toute autre pièce moulée analogue.

   Toute- fois, un liant non organique de ce type peut être remplacé en totalité ou en partie par un liant organique comme la gomme arabique, la gomme laque, une résine ou une lessive   sulfitée,   que l'on peut ensuite utiliser totalement ou en partie comme substance organique ou carbonée facilitant la combustion. 



   La matière à faible température d'inflammation suivant l'invention présente cet avantage pratique considérable que sa combustion se produit en plusieurs stades. Ainsi, le métal en fusion, au moment où il vient en con- tact avec la surface de cette matière contenant comme indiqué précédemment une substance organique ou carbonée, déclenche immédiatement la combustion rapide de ladite substance sous l'effet de l'oxygène aussit8t fourni par l'atmosphère et   par   l'agent fortement oxydant.

   La chaleur résultante, qui porte les éléments au rouge, déclenche ensuite une nouvelle réaction entre l'oxygène de l'oxyde métallique et 1   aluminium.   Le métal à l'état finement divisé produit par cette réduction est oxydé à son tour par l'oxygène atmos- phérique venant à son contact par suite de   la¯structure   fortement perméable de la masse, ce phénomène pouvant être favorisé par une aération artificiel- le. De cette manière, la totalité du potentiel exothermique de la composi- tion est utilisée, l'évolution de la combustion suivant ces différents sta- îles entraînant un chauffage initial qui amène rapidement la masse à la   tem-   pérature nécessaire, cette température étant ensuite maintenue pendant un laps de temps considérable. 



   Les limites de proportions données ci-après correspondant aux gammes admissibles pour les différents ingrédients essentiels ou utilisables en vue de l'obtention de matières à faible température d'inflammation, sui- vant l'invention   @   
Aluminium de granulométrie appropriée 20 à 55% 

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Oxyde métallique 5 à   35 %   
Fluorure, comme par exemple spath fluor, fluoral, cryolite, fluorure de sodium ou de potassium 12,5 à   25 %   
Agent fortement oxydant 0,5 à 15 % 
Liant non organique, par exemple bentonite jusqu'à 5 % 
Substance organique ou carbonée pouvant se présenter totalement ou partiellement sous la forme d'un liant organique jusqu'à   10 %   
Matière réfractaire,

   par exemple sable siliceux de granulométrie appropriée ou brique réfractaire concassée pourcentage restant 
Une composition préférentielle est donnée ci-après à titre d'exem- ple : 
Poudre d'aluminium fine 35 % 
Bioxyde de manganèse 6 % 
Chlorate de sodium   3 %   
Nitrate de sodium   10 %   
Cryolite   14 %   
Liant non organique 2   %   
Liant organique 6 % 
Matière réfractaire pourcentage restant. 



   On comprendra que le liant et(ou) la matière réfractaire peuvent être supprimés, ennparticulier quand il n'est pas nécessaire que les matières puissent être moufées, en veillant toutefois à ce que les autres ingrédients soient présents dans les mêmes proportions relatives. 



   REVENDICATIONS. 



   1. - Matière exothermique utilisable pour.la coulée des métaux, du type comprenant de l'aluminium et un oxyde métallique tel que l'oxyde de fer, de manganèse, ou un autre oxyde convenable capable de participer à une réduction dans les conditions d'utilisations ainsi qu'un fluorure, caracté- risé en ce que ce fluorure est présent en une quantité représentant de 12,5 à   25 %   environ de la matière. 



   2. - Matière suivant la revendicationll, contenant également du calcaire en vue de former un oomposé constituant une masselotte chaude, et utilisable plus spécialement dans les   aciéries.  

Claims (1)

1. 3. - Matière suivant la revendication 2, dans laquelle l'oxyde mé- tallique est de l'oxyde de fer magnétique noir.

   4. - Matière suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, dans laquelle l'aluminium se présente sous forme de grains relativement gros.

   5. - Matière suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4 dans laquelle les proportions d'ingrédients sont les suivantes : Aluminium de granulométrie appropriée 20 à 55 % Oxyde métallique 5 à 55 % Fluorure, par exemple spath fluor, fluoral, oryolite, fluorure de sodium ou de potassium 12,5 à 25 % Calcaire 0,5 à 10 % 6. - Matière suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5 dans laquelle les proportions d'ingrédients sont les suivantes :

   <Desc/Clms Page number 4> Aluminium en gros grains 30% Oxyde de fer magnétique noir 48 % Spath fluor 15 % Calcaire 7% 7 Matière suivant la revendication 1, contenant également un agent fortement oxydant, ayant une température d'inflammation relativement faible ne dépassant pas sensiblement 600 C., et utilisable en fonderie pour des métaux comme les alliages d'aluminium.

   8. - Matière suivant la revendication 7, dans laquelle l'oxyde métallique est du bioxyde de manganèse.

   8 Matière suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8 dans laquelle la teneur en agent fortement oxydant ne dépasse pas 15% de la matière, cet agent étant formé par un chlorate et (ou) un nitrate, par exemple par du chlorate et (ou) du nitrate de sodium, l'un de ces corps ne représentant pas plus de 10 % de la matière.

   10. - Matière suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9 dans laquelle la teneur en agent fortement oxydant dépasse 7 % cet agent étant formé par un chlorate dont la proportion ne dépasse pas 7 % et par un nitrate, 11. - Matière suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, comportant également jusqu'à 10 % d'une substance organique carbonée.

   12. - Matière suivant l'une quelconque des revendications 7 à 11 dans laquelle l'aluminium se présente sous la forme d'une poudre relative- ment fine.

   13.- Matière suivant l'une quelconque des revendications 7 à 12, dans laquelle les proportions d'ingrédients sont les suivantes : Aluminium de granulométrie appropriée 20 à 55 % Oxyde métallique 5 à 35 % Fluorure,par exemple spath fluor, fluoral, cryolite, fluorure de sodium ou de potassium 12,5 à 25% Agent fortement oxydant 0,5 à 15 % Liant non organique, par exemple bentonite jusqu'à 5 % Substance organique ou carbonée pouvant se présenter totalement ou partiellement sous la forme d'un. liant organique jusqu'à 10 % Matière réfractaire, par exemple sable siliceux de granulométrie appropriée ou brique réfractaire concassée pourcentage restant.

   14 Matière suivant l'une quelconque des revendications 7 à 13, dans laquelle les proportions d'ingrédients sont les suivantes : Poudre d'aluminium fine 35 % Bioxyde de manganèse 6 % Chlorate de sodium 3 % Nitrate de sodium 10 % Cryolite 14 % Liant non organique 2 % Liant organique 6 % Matière réfractaire poucentage restant. <Desc/Clms Page number 5>

   15. - Matière suivant l'une quelconque des revendications 13 et 14 ne contenant pas de liant et (ou) de matière réfractaire, les autres ingrédients demeurant dans les mêmes proportions relatives.

   16. - Moulages métalliques utilisant une matière exothermique suivant l'une quelconque des revendications précédentes.