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"Procédé pour la fabrication d'aciers pauvres en carbone.
L'invention concerne la fabrication d'aciers doux, pauvres en carbone.
Il faut entendre ici les aciara convenant pour des ussges où une 'bonne défo@a- bilité à chaud et à froid est nécessaire ou exigeant des teneurs en carbone par- tioulièrement basses pour l'obtention de propriétés spéciales.
Il s'agit en particulier d'aciere pour emboutissage, énaillage, esta@- page, matriçage etc... Il s'agit en outre d'aciers deux et en particulier d'a- oiers à haute teneur en silicium st en aluminium à ussge magnéylique. Il s'agit également d'aciers alliés dont, par exemple, le comportement physique, la réais-
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tance zut la oorroaioa, la. résistance à la corrosion inhrôra.nulsi:rr,. et: la couda- , bilit4 doivent Outre influencés par des teneurs on carbone particulièrement ré- duites.
La fabrication de aciers de ce type s'effectuait jusqu'ici de diffé- i
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rentes façons. Duan cette fabrication, le problème oon8it. en particulier à 1 amener la teneur en carbone aux faibles proportions axi,;ésrr. Ceci il eat VMA est possible par une fusion complètes comme par example pour le fer Armco bien connut mais ces prooédés comportent toutefois certains inconvénients, par exem-
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ple une =uvales -16fo=abillté à chaud, entre des limites ddte=inées de temps.. rature. On peut dire en général que le problème consistant à obtenir, dans le procédé dattir,ge, des teneurs ait carbone partieulièreaent basses at long et difficile et 8'accomport d'une forte usure des inlJta.l1,t:Lonu.
Il s'ajoute onco.. 1
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re à ceci que les aciers non citlméa comportent le risque de voir, lors de la coulé* et du transports l'acier déborder de la poche, ce qui peut survenir brua- quement et constituer un danger considérable pour le personnel de service. On
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ajoute donc d'habitudes à l'aciérie, une quantité déterminée d'agents désoxyclarita qui permet encore il est vrai la solidification non oalsée de l'aoivr mais qui rend inévitable la présence tout au moins partielle de ces Additifs dans 7. 'acier fini, .ou. la forme d'inclusions non métalliques indésirables.
Afin d'éviter cet inconvénient on utilise encore d'autres procédée -Un lesquels on fabrique des aciors avec des teneur!) en carbone plus élevées
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qui sont daoarburé. ultérieurement, notamment après le laminée en t8les ou en bandes. Ce* procédés exigent 'due dépense considérable sous forme d'installations hohniluu, d'agents réducteurs, de temps et d'énarit.
Suivant le procède de la présente invention, on doit fabriquer des a- Clore qui, déjà dans le lingot, présentent la teneur en carbone particulièrement
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réduite souhaitée. On doit obtenir des teneurs en carbone inférieur à 6,023' et de pr5tdrence, 4 0,0101-1.
Suivant l'invention, un acier est affiné dans un dispositif d'affinage quelconque (four 31tm*uo-Xartint four électrique, cuve d'affinage à aoufflage de vont ou d axy;:ne, et l'on règle les teneurs en carbone à un ordre de grandeur ne situant entre 0,03 et 0,12 et de préférence entre 0,03 et 0,06;', puis l'a- cier est coule sana être oalmé et est soumis, pendant la coulée ou immédiatement après, à un traitement sous vide. L'importance de la dépression est calculée sui-
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Tant les quantités de carbone présentes dans le produit à traiter et les quanti-
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tés d'oxygène correspondantes, présentes ou introduites, de aanlère à obtenir les basses teneurs en carbone indiquées ci-dessus.
Les dÓpre3ions doivent en principe se situer en-dessous de 30 Torr, et de préférence, en-dessous de Torr. : Pendant le traitement sous vide, l'acier 33e du dispositif d'affinage dans un* enceinte :;Il!. il est exposé au vide; cette enceinte peut être une 11004& de couina
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construite comme telle ou une chambra dans laquelle on l'introduit.
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Dans le cas où le traitement sous vide t3'effezctue pendant 7x ovalie, on peut utiliser des poches de coulée construites ocaNe enceintes où l'on fait la vide. Ces poches ainsi que leur manipulation font déjà l'objet de 1./Lt1ch.lU1e demande de brevet (608.855 du 5.1Q.û1 j mais n'apprti1ent p:l encore à l'état actuel de la technique. Le dispositif a utiliser à cet 3ffet c"nsi3h, en prince- > pe, en une poche à quenouille, construire sono la forste d'une ture "tanche au :" vide et possédant un aou.rercle ae fermant de ma-aira hocu4tiqufo Il est T*at geux de prévoir eur le couvercle les tubulures de raccos'-l pour la consulte d'as- piratior: sous dépression* Il est en outre prévu aur le couvercle un réC:1ph.::.t de veraago, ayant de préférence la forme d'un entonnoir.
C :récipient a6 de ,px,tf
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-renée installe dana des aispuaitlfe d' tÍtanch,até ai,prorié3 et est iLmoT1'bl.. Loet, de la coulée z partir de l'installation de fusion, par exemple W1 four 41eotriqu,,: la vitesse de sortie est déterminée Ira,r la capacité de l'entonnoir de replissa- ge et la dimension de son ouverture Ce sortie. On veille de pré6rnce à assurer un passage rapide dans l'entonnoir* En outre, suivant possl1iJ.U.f, cet entonnoir sera de petite dimension, en vue de réduire sa capacité d'absorption de la cha- leur. Lorsque la puissance de la pompe est suffisante, la sortie de l'entoanoir peut gtre ouverte car, prb8 obturation de celle-ci par le métal liquida l'ina- tallation de pompage fonctionne safflaimment rapidement pour 8eurer le degré de vide nécessaire.
On peut toutefoin encore prévoir un étanciiemc-nt passager de 11 ouverture de sortie, scua la forme par ex 2j)le d'une mexbmno fuaible, d'un sou-
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pape, un tiroir par exemple, et/ou sous la forae d'une barre d'obturation. Varia
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la cati ou la poche de osuléo est une poche à quonouille, des dispositifs 9'dwz:- chéitt peuvent étalement 3tre placés soua son ts.-.pon. Avec une toile loche, il
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est également avantageux de placer sous l'ouverture de sortie de l'entonnoir do
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remplissage un installation -le protection contre le-j prcj\wÜo.:1:S, afin -le prot6- ger laos dispositifs d'obturation et lus ,1iJ}.o:Jitifa J.:i;:'.1."lI;j.iJ devant t 1':er.
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Une protection contre les éclaboussures est également particulièrement impor-
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tente .1an le cas des chambres vide dans laaquellea sont installées les po alien de coulée. Ces chambres font par exemple déjà l'objet d'une ancienne deman- dt de brevet 1493,950 du 7.6.62) le n'appartiennent toutefois parc encore à l'état actuel do la technique. Cas chambres à vide consistent en principe en une enceinte où l'ca fait le vide et qui reçoit la poche de coulée} cette en- ceinte possède un couvercle à fermeture hermétique et, au-dessus de celui-ci, un récipient do remplissage qui est, de préférence, amovible et relativement pe- tit.
En même temps que ce récipient de remplissage, est prévue une rigole de liaison conduisant à la coulée ou bien on peut prévoir une installation mobile
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ayvo 1.1uel.e on peut régler la distance entre le jet de coulée et le récipient de respllMae pendant la peroée.
Leu poches ou enceintes ao*a3 viee évoquées ci-deajau peuvent posséder, de la MIn.1h'e connue, une fermeture c';I;u.re..nt hermétiquement l'ouverture de rem- p11.sa, avant l'introduction* 3'acier, de manière à pouvoir déjà assurer un certain vile avant le com:.I"r.Ofllllent de la coulée.
Pour les autres cas ou le traitement vous vide ne s'effectue pas déjà pondant xa coulée, e'6at..h-3irs pendant jue l'acier arrive dans la chambre à vi- 4 , on puut utilîoor, comme installation nous vide, les récipients ouverts pen- lant la couler qui ne sont ferais et 4vacuée qu'après achèvement dt celle-ci.
Ces récipients sont, par exe#plt, des récipients en forme de pot, avec couvercle pouvant et poser ou être rabattu et qui possèdent une partie 8\tp X'teu-1 re en forme de hotte, qui se retoirne aur la poche ainsi qu'une plaque de fond ou un dispositif similaire, t'appliquant contre le bord de la. hotte en vue d'as- surer l'étanchéité.
Ce récipients sont surtout avantageux pour être utilisés avec des
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fours fixes* lvua lue fours basculants, on pourrait 6alument utiliser des réoi- phnto à vida possédant une auction d'entrée plus étroite pour l'acier.
Avec le nouveau procédé, le traitement de décarburation peut déjà a' ! effectuer de manibre ustiafuitsznta sans additifs oxyianta. Au cas toutefois où la proportion de d.5±:aza,e souhaitée ne serait pas encore atteinte de cette façon, on peut ajouter dea agent@ d'oxydation, sous la forme d'oxygène, ou de matières ou de mélangea libérant do l'oxyno, en quantités tellos qu'on puisse être car-
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tain que le carbone est enlovd dans une menute suffisante par auite de la réac-
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tian du CO bien rcrinuea 8 l'on ajouta de plus grandes quantités dtoxydér4ut lu teneur en carbone de l'acier à amener sous vide peut dépasser la teneur de 0,12
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) 1at1a un'! L'ltHI\,#e correspondante.
M±ne si l'on doit omploder 4aus la plupart dos 1,\8 l'c1.r non allié et ayant de pr6f6ruLet) da faibles teneurs an aanjanisa, }'IJo!' exemple inférieur ! à. 0,2$ et de préféisiictt :rt'dri:ares a O,05, l'invention ±fi# IiM,,1re 7x posai- bilit4 do fabriquer de3 aciers a111Q:J pauvres en carbone. l'e#ar xont, ^41' bX6m.pl t les aciers allioa au silicium et/ou à l'aluninium poilr les d::lOJ ",1. haWito r- ma te axa.
Appartiennent 6L-alemFint à ce type les aoiers fortement alliée l'.3.rtiQu- librement pauvres en carbone, par exemple les aciers au carocQ) au ohrOll:\1-nic.;tl ou. au ahrAzze-uxs;r,ncsu, riiaietant Ô. la corroalon et aux acHes. Ou pwt aussi fabriquer facilement du cette manière, des aciers pauvres eau c:1rbol\iII a11Hu .. d'autres métaux ou à plus de métaux. On peut é,ieant fai)/iq,u r ,,e.r et }rQcad6, des uoier3 .la décoltetu4e alliés ou non alliés. # Le moment dt la façon d'ajouter les additifs mûtalli1ue3 par exeeaple les Métaux d'alliage, au cours de la mise en oeuvre de ce procédé jépenl du fait qu'ils empêchent ou non la diminution de la teneur en carbone provoquée
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dans le vide.
Les oOlw1tUAnts de l'alliage, comme le nickel, le cobalt du bzz molybdène, n'empêchant pas la dêcarturation, peuvent njjà 8tre pr6#oilto ou ajout tés avant la coulée hors do la cuve d'affinage. On peut toutefois Il 'lCOtit lei a jouter à un eutre moment quelconque.
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les additifs métalliques, comme les conatitusnts d'alliage qui GiA. 3- chent pratiquement la dcarburation s'effectuant dans le vi'lc, sont ajouté--, 1' acier après décarburation. A ce type, appartiennent également des matières qui
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sont ajoutées d'habitude en faibles quantité , on vue de 3éaoxydcr ou de onimer @ l'acier, comme l'alumin@um par exemple.
Dans le procédas suivant l'inventant
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les quantités de ces na'ieres peuvent être oonsidélolement plus faible qu'au trement.
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Le procédé , "édente des avantagea QonQ1éfalte par rapport au pro3il4< utilisé jusque loi, e,4"ei bien en ce qui concerna sa technique 111&->11'1 que 11. qutli- té des produits obt .1US. En rsieun du fait que la ddaarbvx.t5.on noue ride &$ef- feotue directement à la coulée, les partes de chaleur sont extrêmement réduite.. et le risque d'u@ débordement de l'acier non calmé est élimina, d'autant plus
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lue oe3us..oi n'est prenant qu'en quantité r 5d :q dans l'ennnt:' * de remplie.. saa de l'installation sous vide et qu'il cas :JifinitiY::U1!l1. Hre dangereux dans la vide.
La deponae de moyens techniques ' ie tempo Elut t.' déduite L'acier obtonu Sb caractérise par ua teneur partie il i >r* el.'; faible en inclusions non désirables at par toua los a h. 1 aeus quu c"?J. entra: le. L'a- ' oi r posséda une bonne 'Mformbilit, m8me pou ii produite ;;on alliéa . .autres en mar."an8ue. ; On peut donc voir que uette invention, fre une manière ûimpla de produire du aciers qui, juaq,u'ici, De P ..1VaiOl ; ; ait 8tr ftriquéa avec une qualité cornrarable danti les grandes inatallatics d'ci6ries habituelles. i REVEKDICAT1 1 I! 1,1;
V DIC,. ; l 0 1
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( 1.- Procède pour 1x fabrication d'Mi* pauvre en sarbon* oaraotéri- ol en qu'il est tondu dana un appareil d'ffinagE çu.conque ('aux 318n8ar- tin, four 41o"1ot1'1\'u., cuve \"'a!f'i1i,I,e par aoufflaj de vent ou (''oxygène) un
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bain d'acier dont la teneur en carbone est de l'o.:
'e de grandeur de 0f02$ -envi.. roa A 0,12 environ et de préférence de 0,03/ a 0, i, en ce qu'en uite cet A- cier eat coulé sans être aalxi at soumis pondant l<.<oul4e ou immo iatçiaent a. près celle-ci, aux le lieu de la coulée, un trait sent sous vide, en ce que 1 vide est régie1 en proportion doe quantitaa de ae.tone présentes Jans le pro- duit â. traiter et des quantités correspondantes d'o.-.èn résentes ou intro-
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duites, de manière à obtenir des teneurs en carbone inférieures à 0,025 et de
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prifcranoe Inférieures à O,01, l'acier étant ensuit coulé de la manière ha-' bituelle, à l'air libre, ou à l'abri de l'air, ou c.core sous vide, en lingot a forger ou à laminer ou sous la forme d'acier mou1!.
2.- Procède suivant la revendication 1, C61&ot,ri84 en et que l't=1er est traité sous vide, de préférence suivant la Üen&l,.8 de brevet, pendant 1.n-
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troduction du métal fondu du dispositif d'affinage dt.ia une poche de coûtée
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ocMtruite aeM la fora d'une eMtintt a vide. procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'acier ut traite bous vide, de préférence suivant la demande de brevet, pendant l'in- troduction du métal fondu du dispositif d'affinage dans une enceinte à vide où
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est installée la pohe de coulée,
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4.- Procédé suivant les revendications2 ou 3, caractérisé en ce que le traitement sous vide est encore poursuivi penlant un certain temps après que l'introduction de l'acier est terminée.
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5.- Procédé suivant les ravendioatlonn 1 , caractérisa un ce qu'il ' est encore ajouta Itoxyn-néc5$sBire la formation de CO dana la mesure exi- gée ; 6.- Procédé suivant les revendications 1 à 5, caractérisa en ce que
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l'acier est amené, avant la coulée, à une teneur en maKc-nsa inférieurs 0,1Z: et de préférence inférieure à 0,05%
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7 - Procédé suivant les revendications 1 6, Ctircteris en ce qu'il est ajouté à l'acier des additifs métalliques, par exemi-le des constituants d alliage, de manière à ne pus empêcher le 3+,-ae:,ent de CO dans la maswe exi±vei se produisant dans le vide.
8,- Procédé 4uivant--la. -end-!t 'fi ."fÁ!nL--1;'-u des ad" ditifa métalliques, tels que des constituants d'a7.liaGa, qui emptcheraiegt Il,* ddgttivauxit do CO dans la 1Itnure exiges se produisant dJ.s 10 vidtt aontajout4 à l'acier après la décarburation sous vide.
9.- Procédé suivant la revendication C, caractérisé en @ qu'il est
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ajouté 1 l'acier des additifs métalliques, tu ti:a des agents d d'dOlt1cn 1 et de calmage 'bien connus,
10.- Procède suivant las revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il' est ajouté à l'acier du silicium et/ou de l'aluminium, dans les quantités néces-
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caires pour la fabrication au l'acier pour dynamo et tr nafonaat ur