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La fabrication de foute de grande valeur , en particulier de fonte dans laquelle la structure de graphite est il test possible qu'en partent d'un produit de dépare de pureté particulière. Avant tout, il ne faut pas qu'il y ait des éléments perturbateurs, comme on les appelle, tels que Ti, Al, et la teneur en silicium doit être inférieureà 1.0%. Si la teneur en silicium est plus élevée ,il existe le danger que, lors d'additions ultérieures de substances qui provoquent la structure de graphite sphérolitique et que l'on emploie ordinairement en alliage avec du silicium, la teneur en silicium s'élève tellement/qu'il se produise des pertes de qualité.
Pour satisfaire aux conditions décrites, on a fabriqué des fontes de qualité en faisant fondre à l'ar@@ou au four à haute fréquence, de la grenaille de fer doux ou de la grenaille d'acier et en les carburant ultérieurement* En faisant-fondre la fonte au four à coupole acide, il fallait cependant introduire une charge étudiée, pauvre en silicium et exempte d'éléments perturbateurs, point sur lequel les firmes donneuses de licences pour la fabrication de fonte avec une structure de graphite sphérulaire s'expriment expressément .
La présente invention a pour objet une amélioration du rendement de la fabrication de fonte de grande qualité; elle vise en particulier la fabrication de fonte de qualité dans des fours à coupole acide à partir d'une charge ordi.. naire sans que l'on doive choisir spécialement les produits d'introduction en ce qui concerne leur teneur en silicium et une teneur éventuelle en éléments perturblteurs.
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Ce problème est résolu par l'invention en ce Que l'on traite du fer fondu à partir d'une charge normale dans le four à coupole acide, par soufflage avec de l'oxygène ou un gaz enrichi en oxygène, de préférence en présence d'une scorie basique, dans le but d'abaisser la teneur en sili@ium, opération dans laquelle, par élévation,de la température du bain, on éloigne également les éléments perturbateurs nuisi- bles pour l'utilisation ultérieure de la fonte comme fonte à structure de graphite sphérolithique .
Le traitement'oxydant de fonte brute et de fonte au moyen d'air bu d'oxygène est à vrai dire connu en soi, mais on n'a pas proposé jusqu'à présent d'agir ainsi pour un fer fondu daus le four à coupole acide dans le but de dimi- nuer la teneur en silicium; les/effets obtenus suivant l'in- vention de la manière la plus simple ne pouvaient être obte- nus qu'au prix d'une dépense beaucoup plus élevée en maté- riaux, en frais d'établissement et en travail.
Le traitement oxydant de la charge d'un fer de four à coupole se fait avantageusement en soufflant par dessus de l'oxygène techniquement pur sur la surface du bain de fer en choisissant des conditions de soufflage telles que la te- neur en silicium soit abaissée à moins de 1%, de préférence à environ 0,5%, et que la quantité de carbone éliminée si- multanément par brûlage ne dépasse pas 0,20%.
On peut utili- ser par exemple une tuyère de soufflage à oxygène avec une section d'environ 10 mm et amener au bain environ-10 m3 d'oxygène par tonne sous une pression de 2 à 10 .atmosphères suivant la grandeur de la charge* La température à la surfa- ce du bain atteint alorsenviron 1500 C, l'élimination du silicium et des éléments perturbateurs se f aisant en peu de minutes et la température du bain s'élevant d'environ 150
C.
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±1;?,i que dans des fontes normales une dêphosphoration ne suit eu cn'ral pas possible, ou peut, suivant .1.9.i.alï'iR::f.C.l L;,1,.'> une de ses formes préférées, arriver aussi à une O r!¯J3j:hü1'ai:ïa?.2 de la charge. La d lOiüS?110r:Gl.at1 se fcit. d'après les rcactions suivantes: ; F±:..,P + 5 f. = P ..,0- + 11 Fe zÙµ + 3 F80 = 3 FeO 0 ±'\:,0 "P:;:P5 + 3 Ga0.= ;CaJ...",0 z fe0 qui so,-.- '3filtre elles\en équilibre.
La coastazrte d'équilibre est courte ou lésait, proportionnelle à la teneur de la scorie en fe; et en CaO et est en dépendance 116g,sti vc de la telllpél'sture en sorte que la d4phosphor#itJ,on est d'autant meilleure que soï2'G plus grandes la teneur en FeO et la teneur en CaO, rcsccûia:zeizt la basicité de la scorie, et que la températu-
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re de réaction est plus basse, en admettant toutefois que la
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tetûpërbure suffise pour que soit formée, de façon générale, une scorie ou ua laitier capable de-réaction. Dans le fer de four 11. coupole à l'état fondu liquide, la dcphosphoration est C5pen.c'-ant normalement troublée par la teneur en silicium et en (:<.::-'-,011e.
D'une T)I',:,t, 1,> silicium scorifié qui se préSOir!;" sous forme de Si0<?. oeuf, par décomposition des phosphates ":':;-:::'--3, co;iàu.ite 1. une rei>hoshoiation, ce qui est très indé, - 1 -<..< ;ej d'autre part, il est connu par le processus d'af - au vent qu'une d-:;::>llosphor:1tion ne se produit que lors ' . ) teneur en carbone est devenue inférieure à 2, car saulsmpnt à partir de ce moment que le laitier est (1:: !'.:('l capable de réaction. Cette teneur en carbone est
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naturellement trop basse pour de la fonte car ceci rendrait
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t2cce; , ¯ e une carburation ultérieure. Crest pourquoi dans la fc>.m.:, grise, on renonce , en général, à¯-ulie déphosphora-tion
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Juivnc. l'invention, on obtient une.
Cl;,11C)$'11C1rcLtLpI1 efficace et en même temps un abaissement de la teneur en soufre en ajoutant au bain, pendant le soufflage à l'oxygène,
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un porteur d'oxygène et une l11atière d'addition sous forme de grains fins contenant CaO et NaCO., Cotise porteur
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d'oxygène, oa ;zi;
lise, de préférence, la poussière de soufflage provenant d'un tri,itenient d'affinage au vent par soufflage supérieur, que l'on obtient en isbricrunit de l'acier à partir de fer, d'après le procédé connu. 'COTtUile uiie disper- sion de la matière d'addition aussi poussée que possible est importante pour obtenir une réaction rapide, on introduit, de préférence, dans le bain, le porteur d'oxygène ainsi que les matières d'addition basiques, à l'aide du gaz soufflé lui-même. On peut rendre inoffensif une partie du soufre, aussi déjà au cours d'un traitement préparatoiredu fer brut ou de rigole, avec de la soude, du magnésium, ou du carbure de calcium avant le soufflage d'oxygène.
Connue exemple pour 1 r exécution du procédé suivant l'invention, on a composé une charge de fer pour four à coupole avec les constituants suivants:
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- 40% de fonte spiiérolitiiique avec o,07)1 ? et environ 2,3% Si
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- 30; de grenaille (chutes d'acier coulé) avec 0, 03> P et 0,4% Si
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-15.7 d'hématite avec 0,10 P et 2OC/ Si - 15% de brisure de coquilles avec 0, ,?; P et 1,t5s Si.
On a travaillé avec du vent chaud et un fer avec 3 ,60fi 0, Û,07jâ et 11iÔµ1 Si.
Le fer brut'obteali .av-ait une température de 1330'C mesurée au Pyropto--i1-it'ait -transvasé dans une poche et traité en -vue d 1 une dée'.;1 !t:ratiorz préparatoire , par une petite quantité de so@@ .
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' Au lieu de soude,on peut employer aussi une pe@@
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te o a ant 1 t d'électron (alliage de magnésium). Puis on ajoutait au bain de la chaux en petits morceaux et on e:n.'1Y"1:l.t.
S1l1 1 surls<= du bain un je't d'oxygène sous L::le 3x,asw.J..co. ie 5 E<ti:ié-ç<.>héres absolus par une tuyère de IO, nl1:1 de section. Apres un soufflage d'une durée de 4 mihutes, on reliait, à la canalisation d'amenée'd'oxygène, par ouverture d'une vanne d'injection, un réservoir de
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matière ou1vFru1ente qui contenait un mélange de poussières ri oult1'mt d'un soufflage superficiel d'affinage au vent -,t un laitier en poudre contenant CaO et NazG :3' et l'on continuait le soufflage. Après un soufflage d'une nouvelle durée de trois minutes, on arrêtait le gaz dé soufflage et on débarrassait le bain de la scorie.
Le bain avait maintenant une teneur en carbone de 3,42%, une teneur en phos-
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phore de 0,055% et une teneur en silicium de 0,52%. La température mesurée au Pyropto spélwait à 1450C. Avec cette composition, le fer se prêtait à une transformation ultérieure en fonte' sphérulaire ou, après une addition convenable de silicium, à une coulée directe.
La fabrication de fonte sphérulaire , c'est-à-dire de fonte avec une structure de graphite en sphérules, peut se faire par addition, à de la fonte liquide,de magnésium pur ou d'alliages de magnésium On rencontre alors souvent des difficultésqui
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sont dues à l'oxydabilité facile du magnésium, à son fai- ble poids spécifique e't à la forte pression de vapeur du
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magnésium aux températuresdu fer liquide.
Pour introduire le magnésium pur il existe différents procédés comme celui de la cloche à plongeur ou celui de la poche sous pression, mais par suite des difficultés à maintenir la température et pour des raisons de sécurité, on préfère introduire dans le bain du magnésium par voie détournée eu utilisant des
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alliages préalables contenant du silicium, comme Si Mg Fe, ce qui abaisse la pression de vapeur.
Ces alliages ont dtailleurs le défaut qu'on provoque une élévation de la teneur de silicium du bain ce qui a un effet défavorable sur les qualités de vi@@@@ de la -tonte. On évite ces difficultés par l'invention, @@@@ cela l'a déjà été dit, du fait de la réduc. tion de la te@ @ -IL(? silicium dans le bain, dans une mesure qui permet d'employer des alliages de magnésium contenant du silicium pour la formation de la structure de graphite sphérolithique ou d'ajouterdu silicium inoculé sans troubler les propriétés de viscosité de la foute.
On a pu mander de manière surprensnte qu'indépendamment du procédé d'introduction de magnésium appliqua l'apport en Mg dans le bain traita préalablement à l'oxygène suivant l'invention, était plus grand que dans les bains venant des fours électriques. Alors que dans la fonte sphérulaire provenant de fonte électrique avec 0,02% de soufre, en utilisant la Quantité habituelle d'alliage MgSi on obtenait une teneur finale en magnésium de 0,04% à 0,06%, dans un fer soufflé à l'oxygène, dans les ternes conditions de température, on obtenait une teneur en magnésium de 0,09% en dépit d'une teneur initiale en soufre de 0,04%,du bain.
La fonte préparée suivant l'invention présente, même sans structure de graphite sphérulaire, des qualités de résistance notablement améliorées par rapport à la fonte grise ordinaire et une sensibilité moindre à l'épaisseur des paroisy Ceci est valable aussi 'quand on fait.-la comparaison avec un fer surchauffé dans un four électrique*
Des chiffres caractéristiques types que l'on a obtenu avec un fer avec 3,3% de carbone, 2,2% de Si et 0,60 de Mn, dans un échantillon de 30 mm de diantre , sont
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donnés ci-âpres, la première colonne contenant les valeurs pour une fonte grise ordinaire, la deuxième colonne les valeurs pour une fonte surchauffée dans le four électrique et la troisième colonne,
les/valeurs pour une fonte traitée à l'oxygène
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Golomne 1 Colotilie II Colonne III
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<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> fissuration <SEP> 14-24 <SEP> 22-28 <SEP> 31
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion <SEP> 40-50 <SEP> 45-55 <SEP> 60
<tb> Flexion <SEP> 8-12 <SEP> 12-15 <SEP> 23
<tb>
REVENDICATIONS.-
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$777
1.- Procédé de fabrication de fonte de qualité élevée en utilisant un traitement oxydant, caractérisé en ce au'on traite un fer fondu dans un four à coupole acide à partir d'une charge normale, par soufflage d'oxygène ou de gaz enrichi en oxygène, avantageusement en présence d'un laitier basique, dans le but d!abaisser la teneur en silicium, les éléments 'perturbateurs iiuisibles pour l'application ultérieure comme fonte à structure de graphite sphérolithique étant éliminés aussi, tandis que s'élève la température du bain.
2.- Application du procédé à la fabrication de fonte à structure de graphite sphérolithique en ajoutant des substances d'addition contenant du silicium, qui favorisent la formation de structure de graphite sphérolithique.