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L'expérience a montré que la fabrication de fonte moulée de haute qualité ne contenant du graphite que sous la forme sphé- rique et coulée suivant les épaisseurs de paroi les plus différentes dépend uniquement de la nature des matières premières utilisées à cet effet. Certaines sortes de fonte brute fabriquées dans un haut fourneau sont totalement inutilisables pour une production de ce genre Des essais poussés ont montré que ce phénomène est à impliquer aux gaz dissous dans le bain de fusion, ainsi qu'aux impuretés métalli- ques et non métalliques.
Ce fait n'est pas surprenant lorsqu'on pense que la métal- lurgie est en général limitée pour les sortes usuelles de fonte brute à une simple opération de fusion dans laquelle les matières mentionnées ci-dessus doivent être purifiées dans une mesure aussi
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faible que possible. Lors de la fabrication d'un métal liquide de haute qualité (fonte ou tout autre alliage}, on observe toujours les trois phases de travail individuelles suivantes:
1 ) Réduction d métal de base, dans laquelle les gaz réducteurs sont absorbés et certaines impureté:- sont dissoutes ou restent incorporées dans le métal de base sous la forme d'éléments d'accompagnement ou d' Inclusions.
2 ) Phase d'oxydation, darib laquelle les gaz réducteurs nuisibles sont séparés, les éléments d'accompagnement gênante sont éliminés soit sous la forme de gaz, soit sous la forme de scories et les inclusions non métalliques sont évacuées mécaniquement par contact étroit avec les scories.
3 ) Phase de désoxydation, dans laquelle 1 'oxygène en excès est combiné sous une forme n'influençant plus de façon importante la qualité du métal liquide.
Dans la fabrication de fonte en général et de fonte moulée à graphite sphérique en particulier, la secouée phase de travail est toujours supprimée, ce qui nécessite toutefois l'utilisation de matières premières particulièrement pues.
Cette hypothèse est nulle dès que la matière liquide de moulage est soumise à un traitement totalement métallurgique qui en- globe également la seconde phase de travail mentionnée et pro-
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duit, par suite f l'oxydation et La purification du métal liquiàe.
Le procédé de fabrication de fonte de moulage à gra- phite sphérique à partir de chutes de fer quelconques, confor- mément à l'invention, est caractérisé en ce que la fonte li- quide est soumise à un traitement par un gaz en circulation en vue du dégazage, de l'élimination des scories, de la purifi- cation et de la carburation, avant de recevoir les additions déterminées pour la formation du graphite sous la forme sphérique.
Il est ainsi possible, en partant de chutes de fer usuel- les, de fabriquer une fonte de moulage de haute qualité à strue-
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unre régulière' de @raphite sphérique. bons l'effet d'une fusion réductrice en présonce de carbone dans un four quelconque (cubi- lot, l'air à arc électrique, four à induction, etc,), il est pos- sible d'obtenir sans difficulté un alliage liquide contenant 2 à
3. de carbone, de 0,5 à 0,7%,de manganèse et les impuretés usuel- les.
Des gaz eu circulation sont souffles dansun convertis- seur au travers de l'alliage liquide ainsi obtenu et il y a un excès de carbone (graphite, anthracite, carbone amorphe, etc.).
Au c urs de ce traisement ne durant que quelques minutes, des opérations fortementaccélérées par un mélange intime obtenu er agitant la tuasse liquide et ses différents constituants se dérou- lent comme suit :
1) Les gaz particulièrement nuisibles, tels par exemple que l'hydrogène, sont éjectée par entraînement mécanique en-bulles de gaz inertes sans réaction; il est donc avantageux de travailler avec de l'air sec
2) Le tourbillonnement permet d'obtenir un contact très étroit entre le carbone et le métal liquide. On obtient de ce fait une carburation très rapide, qui peut être facilement réglée à 4% et davantage.
3) Le soufflage de gaz oxydants ou sans réaction élimine les éléments nuisibles par formation de scories (Cr, Sn, etc.) ou par vaporisation (Zn, As, etc.).
4) L'agitation permet un lavage régulier du métal liquide à l'aide de ses propres scories, ce qui facilite considérablement l'élimination d'inclusions non métalliques.
5) La teneur en mangea se peut facilement être réduite à moins de 0,2%, ce qui est particulièrement important dans la fabrication de fonte moulée sphéroidale a structure ferritique très ductile.
6) L'addition de scories basiques dans le convertisseur permet de réduire considérablement la teneur en soufre et, par suite aussi, d'utiliser une plus faible part de magnésium pour la
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..u de grptu sphérique suivant le traitement métallur- gque approprié .
Au lieu de. l'effectuer dans un convertisseur, le traite- ment peut également être effectué dans le four de fusion même.
On peut utiliser, comme gaz, de l'air pouvant être enrichi par de l'oxygène. Mais on peutégalement souffler de l'air pauvre en oxygène et riche en gaz ne réagissant pratiquement pas avec la @ masse en fusion.
Les addition-¯ usuelles (magnésium, métal de mélange, cal- cium, silicium, etc..) sont ensuite ajoutées au métal liquide ainsi produit pour provoquer la formation de graphite sphérique, ce qui se fait soit directement par solidification, soit indirec- .tement par traitement thermique préalable ou subséquent.
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1.- Procédé métallurgique pour la fabrication de fonte moulée à graphite sphérique a partir de déchets de fer quel- conques, caractérisé en ce que la fonte liquide est soumise à un traitement par un gaz en circulation en vue du dégazage, de l'élimination des scories, de la purification et de la carburation , avant de recevoir les additions déterminées pour la formation du graphite sous la forme sphérique.
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Experience has shown that the manufacture of high-quality cast iron containing graphite only in the spherical form and cast to the most different wall thicknesses depends solely on the nature of the raw materials used for this purpose. Certain kinds of pig iron produced in a blast furnace are totally unusable for a production of this kind Extensive tests have shown that this phenomenon is to be involved with the gases dissolved in the molten bath, as well as with metallic and non-metallic impurities .
This fact is not surprising when one considers that the metallurgy is in general limited for the usual kinds of pig iron to a simple smelting operation in which the above-mentioned materials must be purified to such an extent.
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low as possible. When manufacturing high-quality liquid metal (cast iron or any other alloy), the following three individual work phases are always observed:
1) Base metal reduction, in which reducing gases are absorbed and certain impurities: - are dissolved or remain incorporated into the base metal in the form of accompanying elements or Inclusions.
2) Oxidation phase, darib from which the harmful reducing gases are separated, the troublesome accompanying elements are removed either in the form of gas or in the form of slag and the non-metallic inclusions are removed mechanically by close contact with the slag.
3) Deoxidation phase, in which the excess oxygen is combined in a form which no longer significantly influences the quality of the liquid metal.
In the manufacture of cast iron in general and of cast iron with spherical graphite in particular, the shaken working phase is always eliminated, which however requires the use of particularly puffy raw materials.
This assumption is null as soon as the liquid molding material is subjected to a totally metallurgical treatment which also encompasses the second mentioned working phase and pro-
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resulting in the oxidation and purification of the liquid metal.
The process for producing spherical graphite cast iron from any scrap iron, according to the invention, is characterized in that the liquid iron is subjected to treatment with a circulating gas. view of degassing, slag removal, purification and carburization, before receiving the additions determined for the formation of graphite in the spherical form.
It is thus possible, starting from usual scrap iron, to produce a high-quality cast iron with strue-
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a regular 'of spherical @raphite. good the effect of a reducing fusion in presonce of carbon in any furnace (cubicle, electric arc air, induction furnace, etc.), it is possible to obtain without difficulty a liquid alloy containing 2 to
3. carbon, 0.5 to 0.7%, manganese and the usual impurities.
Circulating gases are blown in a converter through the liquid alloy thus obtained and there is an excess of carbon (graphite, anthracite, amorphous carbon, etc.).
At the heart of this treatment lasting only a few minutes, operations greatly accelerated by an intimate mixture obtained by stirring the liquid tuasse and its different constituents proceed as follows:
1) Particularly harmful gases, such as for example hydrogen, are ejected by mechanical entrainment in inert gas bubbles without reaction; it is therefore advantageous to work with dry air
2) Swirling allows very close contact between the carbon and the liquid metal. Very fast carburization is thereby obtained, which can easily be adjusted to 4% and more.
3) The blowing of oxidizing or non-reacting gases eliminates harmful elements by formation of slag (Cr, Sn, etc.) or by vaporization (Zn, As, etc.).
4) Agitation allows regular washing of the liquid metal with its own slag, which considerably facilitates the removal of non-metallic inclusions.
5) The mango content can easily be reduced to less than 0.2%, which is particularly important in the manufacture of spheroidal cast iron with very ductile ferritic structure.
6) The addition of basic slag in the converter makes it possible to considerably reduce the sulfur content and therefore also to use a smaller part of magnesium for the
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..u of spherical grptu following the appropriate metallurgical treatment.
Instead of. carried out in a converter, the treatment can also be carried out in the melting furnace itself.
Air which can be enriched with oxygen can be used as gas. But it is also possible to blow in air which is poor in oxygen and rich in gas which hardly reacts with the molten mass.
The usual additions (magnesium, mixture metal, calcium, silicon, etc.) are then added to the liquid metal thus produced to cause the formation of spherical graphite, which is done either directly by solidification or indirectly. .tement by prior or subsequent heat treatment.
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1.- Metallurgical process for the manufacture of cast iron with spherical graphite from any scrap iron, characterized in that the liquid cast iron is subjected to a treatment with a circulating gas for degassing, elimination slag, purification and carburization, before receiving the additions determined for the formation of graphite in the spherical form.