<Desc/Clms Page number 1>
Pour calmer complètement les aciers doux, on estime qu'il est nécessaire d'ajouter de l'aluminium en,iquantité égale à au moins 0,8 kg/tonne d'acier (suivant la teneur en carbone et en silicium). Mais les acides se caractérisent alors par une fraction plus ou moins grande d'inclusions d'alumine dont le nombre et la formation constituent un cri- térium important pour le degré de pureté de l'acier.
Or, la demanderesse a observé que, au cours de l'ad- dition d'aluminium dans des masses en fusion non calmées en quantités pouvant atteindre 0,3 kg/tonne d'acier, les quel-
<Desc/Clms Page number 2>
les ne produisent pas encore un apaisement du bain - c'ast- à"dire que le caractère de l'acier non calmé subsiste - aucune des inclusions non métalliques produites par l'addi- tion d'aluminium, notamment l'alumine, n'est présente dans l'acier en proportion notable.
Comme conséquence de cette constatation, on a trouvé de façon surprenante qu'un acier non calmé, auquel on a ajouté une quantité d'aluminium comprise seulement entre 0,1 et 0,2 kg/tonne d'acier, est complètement calmé et débar- rassé d'inclusions d'alumine, s'il est soumis à un traite- ment particulier dans la poche de coulée. Ce traitement consiste en ce que le métal à l'état fondu dans la poche de coulée est mis en mouvement constamment ou périodiquement à l'aide de champs électro-magnétiques stationnaires et/ou mobiles et/ou d'ondes sonores et/ou ultra-sonores et en ce qu'il est soumis simultanément à un vide. Le cas échéant, le mouvement du bain peut tre soutenu ou obtenu addition- nellement ou uniquement par des moyens mécaniques.
Il est déjà connu de soumettre des alliages de mé- tal ou d'acier dans le moule, dans un malaxeur ou dans un four, à un traitement dans un champ tournant électrique, tout d'abord pour chasser les gaz contenus dans la matière et, d'autre part, pour influencer la forme de la texture.
Dans ce but, on doit utiliser des lingotières ou des revê- tements céramiques à paroi épaisse, qui rendent impossible une mise en oeuvre économique du procédé. C'est pour cette raison que ces propositions n'ont pas pu être réalisées jus- qu'à présent. On a déjà proposé, pour le même but, l'applica- tion d'ondes sonores et ultrasonores, air.si que l'utilisa- tion de dispositifs agitateurs mécaniques simples.
Il est connu déjà depuis longtemps de fondre sous vide. des alliages de métal et des alliages d'acier en petites
<Desc/Clms Page number 3>
quantités sous vide et de les couler. Depuis peu également, on coule des masses relativement grandes d'acier en fusion sous vide pour des buts particuliers. Des dispositifs connus pour la mise en oeuvre de ces procédés représentent presque exclusivement des dépenses économiques importantes et des préparations très étendues. Ils ne sont aussi justifiés essentiellement que lorsqu'il s'agit de la préparation d'alliages particuliers ou lorsque le but d'utilisation envisagé justifie une telle dépense.
Au cas d'essais de réalisation du vide d'une masse d'acier en fusion dans la poche de coulée, on a constaté qu'un vide pouvant être obteàu par les moyens connus au- jourd'hui dans le bain d'acier, n'a qu'une profondeur d'ac- tion limitée et est inefficace dans les parties inférieures du contenu de la poche de coulée parce que la pression ferro-statique des couches subjacentes rend plus difficile ou respectivement empêche un dégazage et une montée des impuretés non métalliques dans le laitier. Dans un mouve ment engendré uniquement par un vide et produit par des gaz devenant libres au cours d'une fusion non calmée dans la poche de coulée. ce mouvement s'arrête de nouveau notam- ment de lui-même et, par suite, le dégazage et la sépara- tion d'impuretés, après un temps relativement court.
C'est pourquoi on a déjà enrobé des masses en fu- sion dans une deuxième poche de coulée sous vide, le jet de coulée étant largement décomposé par l'action du vide et offrant ainsi une plus grande surface d'attaque. Cette: mesu" re réussie en soi est cependant relativement longue et est trop coûteuse en raison de ce qu'elle nécessite au moins deux poches de coulée de forme particulière pour les masses d'acier - outre la température et la perte de temps.
Un mouvement du bain seul ne peut pas amorcer une
<Desc/Clms Page number 4>
ébullition dans la poche de coulée, 'soit qu'il se produise en liaison avec une zone de températures; qui n'est plus sup- portable pour la coulée, c'est-à-dire par conséquent seule- ment lorsque la séparation d'oxygène commence avec des tem- pératures en baisse.
Le vide et le mouvement du bain doivent donc agir simultanément sur la masse en fusion se trouvant dans la poche de coulée, pour produire le succès complet de la caractéristique de l'invention.
L'invention ne consiste donc pas seulement en la combinaison réussie du vide et du mouvement du bain en vue de la désoxydation, du dégazage et de l'élimination des im- puretés dans les alliages spéciaux ou dans les alliages ser- vant à un but d'utilisation particulier, mais l'invention comprend plutôt l'avantage considérable permettant, par exemple, la fabrication d'aciers en masse possédant des degrés élevés de qualité.
La fusion des matières pour un procédé selon l'in- vention a lieu de la manière usuelle et connue. Elle n'est pas obérée par l'agencement d'ensembles coûteux et n'est pas empêchée par la prise en considération de mesures parti- culières pendant l'opération de fusion. La masse en fusion doit être¯amenée directement hors du four dans des poches de coulée à partir desquelles elle est coulée dans des lingo- tières ou des dispositifs similaires correspondants.
Mais on n'a pas besoin de soumettre plusieurs lingotières à un traitement électrique, mais seulement toujours un ensemble, à savoir la poche de coulée, qui contient une quantité rela- tivement grande d'acier et qui peut mieux supporter des durées de repos relativement longues en raison de sa capacité calorifique relativement grande. Dans des lingotières ou des
<Desc/Clms Page number 5>
dispositifs similaires, l'acier devrait être maintenu liquide au moyen de dispositifs particuliers, par exemple de maçon- neries.
Il est vrai qu'une poche de coulée nécessite une consommation d'énergie unique plus grande, qui n'est cependant pas en proportion avec celle que nécessitent plusieurs lingo- tières, abstraction faite de ce que, dans ce cas aussi, et déjà en tenant compte de la chute inévitable de température, un certain nombre de dispositifs correspondants de mise en mouvement devrait exister.
Selon l'invention, la poche de coulée remplie - comme connus dans un descas :peut être montée dans une chambre étanche particulière en forme de caisson, y être soumise au vide selon l'invention et son contenu peut être simultanément mis en mouve- ment. De préférence, cependant,, on produit le vide dans la poche de coulée même, en constatant que beaucoup moins d'es- pace doit être vidé d'air que dans le cas connu, c'est-à- dire que la durée de la mise sous vide est essentiellement abaissée et peut être maintenue inférieure à 30 minutes envi- ron, de sorte que les surchauffes de fusion, - désavantageu- ses au point de vue métallurgique, abstraction faite du gain de temps et d'un vide plus poussé - peuvent être évitées.
Dans ce but, la poche de coulée doit être munie d'un couvercle à fermeture étanche, auquel les conduits correspondants sont reliés.
Des essais nombreux ont démontré que le déplacement, produit par le vide, des équilibres carbone-oxygène, en coo- pération avec le mouvement du bain à appliquer simultanément, permet la production d'acier en masse avec chaque degré d'a- paisement désiré. L'addition d'agents de désoxydation, qui produisent les produits de désoxydation solides diminuant la qualité de l' acier, peut être complètement supprimée,
<Desc/Clms Page number 6>
tout au moins cependant notablement abaissée, suivant le degré d'apaisement désiré.
Si malgré cela, comme dans l'exemple indiqué au dé- but, une addition d'aluminium dans la masse fondue a lieu dans une proportion telle qu'un état d'apaisement ne se pro- duit pas encore et que la présence d'inclusions non métalli- ques, notamment l'alumine dans l'acier, soit exclue, à cet état de chose se lie non seulement l'avantage qu'on n'est déjà plus obligé de faire le vide dans la quantité déjà éliminée d'oxygène par la liaison à l'aluminium. La violence de la production de CO lorsqu'on fait le vide est abaissée notablement par une telle addition, Outre une diminution de la quantité de gaz à aspirer, on obtient un gain de temps supplémentaire, dont l'importance n'est pas à sous-estimer en ce qui concerne la coulabilité de la masse en fusion.