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"Sommets ou points chauds".
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La présente invention se rapporte à des améliorations concernant des mélanges producteurs de chaleur. Plus particulièrement:,,
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mais nullement limité à cela, la présente invention o rapporte à des clauses chauffants tassés, utilisés dans les cas de sommets, de points, de manchons ou de disques etc... chauds, à réaction exothermique.
Divers mélanges à réaction exothermique sont bien connus dans le métier. Un tel mélange comprend de l'aluminium sous la forme d'un mélange de fine poudre d'aluminium et de sciures d'alu- minium dans une proportion de quelque 30-50 %, 0-10% de nitrate do sodium, 5-20 % de bioxyde de manganèse ou d'oxyde de fer ou d'un
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ffilan0 dao deux, 1"5 % de fluorure alkalin ou de fluorure alkalin dûliniwn tel que le fluorure ou cryolure aluminium de potasse, BJ- de bentonite. pour améliorer la résistance à vert de l.'objet frn:
2"l "s de colle de noyau comme liant pour produire les objets fornés. et le solde de,Matière évite granulée (grog). On voit ainsi que dans un tel mélange l'aluminium constitue le composant
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Un but de la présente invention consiste à présenter une composition nouvelle pour la production de chaleur, qui sera con-
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cidCrwblcmcnt moins chère que les compositions connues à ce jour dans le métier.
Un autre but de la présente invention consiste à présen- ter une composition nouvelle pour la production de chaleur, qui
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sA 9l ; s . ;:=1 d'opération de cuisson pour le renforcement de l'objet fo:: Ót.3 7 ,ico-,,) un autre but de la présente invention consiste à p:\.\,3::: ,.1'\: ::':'.' .¯,?i: composition nouvelle DOu le production da chaleur '1l.,.7 3'c'. ,"-1e et toujours pr'2ts à l'emploi. lin autre but de le', pr6sente invention consiste à présent- tep ,-:1"') r. :: waos.'â on nouvollc l'OU\:' la ppoduction de chaleur, dont .'u'i?.iE:m3n convient dans le :;1 ces sommets ou points chauds.
1¯1;> autre but encore de la présente invention consiste à pt"GC;,tC:2; un'.; composition nouvelle pour la production de chaleur, qui peut C.--r3 employée en fonderie de fer ou d'acier pour divers IJ.f'.;;Q1 cor ,c:e3, tels que des manchons, des doublures de cheminées de coulée .. ; 1# disques flottas''.3 pour la cO'0J...e en source.
.7:¯tâ de la w."i :.:.=;"G,,: invention et d'autres encore se- ranz en ic'¯''. .c' bien évidents et, d'autre part, 6claircis par les 1 dicc'Jc:: ;:'o::J cuivantes.
C"::':-O::n0r.\<.::nt sz lu. présente invention, on présente une V,.i..ÂvGVW.1G.L.Y û produisant iJV....1,; chaleur et convenant pour être utilisée
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,dans le cas des sommets chauds exothermiques, ou un composé exo- thermique comportant du laitier et/ou de la chaux, de la poudre de ferro-silicium et du silicate de sodium.
Conformément à une forme d'exécution de la présente in- vention, la composition comprend du laitier et/ou de la chaux, de la poudre de ferro-silicium, du silicate de sodium et un agent oxydant ainsi qu'un agent exothermique complémentaire. Ledit agent oxydant peut comporter par exemple de la poudre de calamine ou de la poudre de minerai de fer et/ou de la poudre d'oxyde de manganèse.- 'Conformément à une autre forme d'exécution de la présen- te invention, l'agent exothermique comporte un desoxydant tel que. de la poudre d'aluminium, du siliciure de sodium et/ou des scories de zinc.:
Un des avantages que l'on obtient en incorporant dans la composition conforme à la présente invention du laitier granulé consiste en la disponibilité et le coût réduit d'une telle matière.
,On peut se rendre compte que le laitier provenant'de forges ou d'aciéries représente un déchet, et par conséquence son inclusion dans le mélange conforme à la, présente invention ne peut que réduire considérablement le coût dudit mélange. Le laitier granulé peut être préparé par n'importe quelle méthode bien connue dans le mé- tier. Par exemple, le laitier peut être frappé d'une projection d'eau sous pression, de manière à être solidifié par trempe et simultanément granulé. Par suite, le laitier solidifié et granulé est broyé en particules d'un grain par exemple de 1/16 " ou à
10 mailles par pouce.
Il reste cependant entendu que cotte granu- lométrie de 1/16 " ou de 10 mailles par pouce h'implique nullement ) une limitation, puisque l'enseignement de la présente invention permet l'utilisation de particules de laitier granulé de n'importé quelle dimension. Il est toutefois préférable que le laitier gra- nulé présente une faible dimension de granules, afin d'assurer une bonne dispersion du laitier dans la composition, .
On pourrait penser que le laitier ordinaire de haut four-, neau refroidi à l'air pourrait servir de remplacement au laitier granulé. Cependant, le laitier ordinaire de haut fourneau présen te l'inconvénient marqué d'être souvent en gros blocs et fort dur, ; de sorte qu'il est difficile à broyer. Un autre inconvénient de ce laitier de haut fourneau est qu'il confiait un plus impprtant pourcentage de soufre et nécessiterait par conséquent que l'on aug- mente la proportion de chaux dans le mélange. Il est done pré- férable d'utiliser dans ces mélanges du laitier Granulé.
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Quant à l'opération de broyage, il n'est pas nécessaire qu'une telle opération soit effectuée immédiatement après la gra- nulation du laitier. Le broyage de laitier granulé peut égale- ment se faire lors de l'établissement du mélange sous pression.
Cependant, afin d'obtenir un mélange homogène, il est préférable de procéder au broyage du laitier avant de l'incorporer dans le mélange. Un des principaux buts de l'adjonction de chaux au mé- lange, lorsque ce dernir est utilisé pour des sommets chauds, est d'empêcher l'absorption de soufre. En outre, la chaux agit également comme agent liant et durcissant approprié, par suite de son absorption d'anhydride carbonique de l'atmosphère, ce qui évite alors une opération de curage du mélange à haute température.
L'avantage de l'utilisation de la chaux sous forme broyée ou en poudre consiste à assurer son mélange intime dans la composition, .De préférence, sans toutefois imposer une limitation, la granulo- métrie de la chaux devrait $tre de.1/1611 ou 10 mailles par pouce, ou plus fine encore.
La carbonate de chaux comme tel peut être employé dans le mélange en remplacement de la chaux. Toutefois, lors de l'uti- lisation du carbonate de chaux, il se forme de l'anhydride carbo- nique, ce qui n'est nullement avantageux. La formation d'anhydri- de carbonique représente un inconvénient certain, du fait qu'il de- vient instable à haute température. Lors dono de l'utilisation du ' mélange pour des sommets chauds, avec du carbonate de chaux comme un des éléments du mélange, il se dégage à haute température du monoxyde de carbone et de l'oxygène, ce dernier agissant alors com- me agent oxydant pour le métal en fusion, malgré que le monoxyde de carbone est un agent exothermique. Là où l'oxydation du métal en fusion n'est pas de grande importance ou ne présente pas d'ef- fets néfastes, on aura tout avantage à employer du calcaire.
Un autre inconvénient bien précis du calcaire, lors de son utilisation dans le mélange, serait qu'il est difficile à broyer; .ce qui tendrait à le rendre peu économique. En outre, le calcaire ne présente pas les mêmes propriétés de durcissement que la chaux. :
L'emploi de poudre de ferro-silicium dans le mélange sert à fournir un agent exothermique. En outre, la poudre de ferro-silicium agit comme agent durcisseur à l'air ou comme liant. pour le mélange.
A cet effet on peut faire usage de poudre de ferro-sili- cium de n'importe quelle composition, mais il,est préférable qu'il y ait une-plus forte proportion de silicium dans le mlange.: Cette composition devrait contenir, par exemple., une proportion de
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silicium de 65 % ou davantage. Un tel produit ferro-oilicieux se trouve comme déchet dans les aciéries.
Lorsque l'on utilise de la poudre de ferro-silicium dans le mélange, celle-ci s'oxyde en silice pour former du fer ou de l'oxyde de fer, tout en dégageant de 1 énergie thermique:, as curant ainsi la réaction exothermique requise. Il peut.sembler que le silicie et l'oxyde de fer, pris individuellement, ne donneraient - pas les mêmes résultats que ceux obtenus avec la poudre de -.Le-erra- silicium. Cependant, on pourra prendre individuellement de la poudre de silicium seule, ou de la poudre de silicium avec de la poudre de fer et les mélanger pour former la composition.
Il est nécessaire que la poudre de ferro-silicium soit dispersée uniformément dans le mélange afin d'obtenir que celui-ci présente les caractéristiques exothermiques et de durcissement re- quises. Dans ce but il est préférable que la poudre de ferro-sili- cium présente une granulométrie fine, de 300 mailles au pouce ou davantage, En utilisant des particules de poudre de ferro-sili- cium plus grandes dans le mélange, il devient évident que la dis- tribution de cette poudre de ferro-silicium dans le mélange sera. j désordonnée. Pour un même pourcentage par poids de poudre de ferro-silicium présent dans le mélange, mais où la poudre présen- te une granulométrie très fine, les particules se trouveront dis- tribuées uniformément dans le mélange.
Afin d'obtenir que le mé- lange présente les.propriétés requises d'exothermie et de durcis- sement, il est nécessaire qu'il n'y ait pas de concentration de particules de poudre de ferro-silicium. Il est possible d'employer' une plus grande dimension de particules pour ladite poudre, à con- dition toutefois d'augmenter la proportion de cette poudre de ferro-silicium à plus grosses particules dans le mélange. Il est toutefois préférable que la poudre de ferro-silicium soit de gra- nulométrie fine, ce qui permet d'en réduire la quantité et partant ; également le coût.
De manière analogue, on pourra utiliser dans le mélange une composition de ferro-silicium contenant moins que 65 de silicium. Dans ce cas cependant, il serait nécessaire d'augmen- ter le pourcentage en poids de poudre de ferro-silicium présent dans le mélange.
L'adjonction de,silicate de sodium au mélange constitue un important additif pour le durcissement à l'air dudit mélange.
'Le silicate de sodium combiné à la poudre de ferro-silicium -:orme une gelée qui durcit par suite de son exposition à l'air. Ainsi, ? l'adjonction de silicate de sodium au mélange évite l'opération de{ cuisson ou de curage à haute température de celui-ci en plus du
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fait d'assurer une plus forte résistance à vert. Lors de l'exposi- tion aux conditions atmosphériques , il, lie et durcit le Mélange de manière appropriée.
On peut ajouter au silicate de sodium un diluant tel que l'eau. Dans un cas pareil cependant, il serait . nécessaire en premier lieu d'augmenter le pourcentage de solution, de silicate de sodium présent dans le mélange et, en second lieu, d'évaporer l'eau contenue dans le mélange , Il est donc préférable que le silicate de sodium employé dans le mélange soit de qualité commerciale vierge. Un avantage supplémentaire obtenu par l'ad" jonction au mélange du silicate de sodium de qualité commerciale est qu'en cours de formation de gelée, le silicate de sodium dé- gage de la chaleur et assure ainsi un durcissement rapide du mé- lange à la température ambiante.
- ,Afin de suppléer à l'oxyde de fer présent dans le laitier : granulé, on pourra ajouter au mélange de la poudre de calamine ou de minerai de fer. La quantité de poudre de calamine ou de poudre de minerai de fer à ajouter au mélange dépend de la teneur en oxy- de de fer dudit laitier, de sorte qu'en certains cas il peut fort bien ne pas être nécessaire d'ajouter de la poudre de calamine ou de minerai de fer au mélange.
Ainsi qu'il est bien connu dans le métier, la poudre de calamine est un résidu des aciéries, de sorte que l'adjonction de cette poudre au mélange contribue à réduire le prix de revient de celui-ci. La poudre de calamine est un agent oxydant pour la poudre de ferro-silicium et devra de ce fait être dispersée uni- formément dans le mélange. Il est préférable que la poudre de calamine présente dans le mélange ait une granulométrie semblable à celle de la poudre de ferro-silicium. En plus du silicate de sodium, on pourra ajouter au mélange des désoxydants afin de four- nir une énergie thermique supplémentaire. On pourra faire usage à cet effet de n'importe quel agent exothermique ou désoxydant, qui ne pourra toutefois avoir d'effet nuisible sur le métal en fusion.
Les désoxydant que l'on pourra ajouter au mélange sont par exemple de la scorie de zinc, de la poudre d'aluminium et du silichre de calcium. En plus du silicate de sodium, pour les applications où le point de fusion du composé de laitier doit être abaissé, l'adjonction de carbonates alkalins et/ou de chlo- rures représente une caractéristique nouvelle supplémentaire de la présente invention. Du point de vue économique, on pourra employer - dans ce but des cendres de soude ou du sel de cuisine.
Une caractéristique nouvelle de la présente invention con- .siste dans le fait qu'aucune matière carbonée n'est présente dans
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le mélange,de sorte que l'on évite absolument toute absorption de carbone par le métal en fusion.
Conformément à la présente invention, le mélange se com- pose d'une proportion allant jusqu'à 98 de laitier, et/ou jus- qu'à 93 % de chaux, 1-15 de poudre de ferro-silicium et 3-3 de silicate de sodium.
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Conformdment il une forme d,' exécution de la présente in- vention, le mélange comporte jusqu'à 93 % de laitier, et/ou jusqu'à 93% de chaux, 1-15 % de poudre de ferro-silicium, 3-8 # de silicate de sodium, 0-10 % d'un agent oxydant, 0-10 % d'un agent exothermique complémentaire et 0-15 % de carbonate alcalin et/ou de chlorures alkalins.
Conformément à une autre forme d'exécution de la présenter invention, le mélange comporte de 80 - 90 # de laitier, 5-15 de
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chaux, 4-7 de poudre de ferro-silicium, 6.-;' de silicate de so- : dium, 1-3 % d'un agent oxydant et 1-3 % d'un agent exothermique.
Conformément à encore une autre forme d.'exécution de la '-présente invention, le mélange comporte de 80-90 # de laitier, ;
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5-15 % de chaux, 4-7 % de poudre de ferro-silicium, 5-7 '; de si,i- ; cate de sodium, 1-6 de carbonate de sodium, 1-3 % d'un compose exothermique et 1-3 5 d'un agent oxydant.
Quoique l'on puisse faire usage dans la mélange soit de laitier, soit de chaux, afin d'obtenir les propriétés satisfaisan- tes, il est préférable d'utiliser tant le laitier que la. chaux dans' la composition, et dans de telles circonstances, le laitier doit constituer l'ingrédient principal du mélange.
On prépare le mélange en joignant !en ingrédients susmen-
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tiennes, à l'exception du silicate de sodium, de manière à. crëcy tonnes, l'exception du silicate de SOu Uffi , de mnÂurc cruer un mélange intime. Aucune cuisson ni aucun curaje à haute "éei#,1>G- rature des mélanges n'est nécessaire . On peut ensuite ajouter le ;
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silicate de sodium au mélange, après quoi on donne à ce m012ngc la forme désirée et on le met en rayon jusqu'à ?,?1;.tL1isation, ou par contre, on peut n'ajouter la silicate de mode-,-,- au mélange qu'au moment de l'emploi, lors de la mise en forme pour l'usage.
Une application importante de la composition conforme à la présente invention se rapporte aux sommets chauds. Lorsque la métal en fusion vient en contact avec la composition, un laitier liquide se forme en même temps que ce produit la faction exother-
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mique, ledit laitier remontant à la surface sup6x'icura du môtcl an fucion et assurant ainsi un recouvrement protecteur. c'est ainsi
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qu'un avantage manifeste de la composition coRdbt2Qn la foranion de ce recouvrement protecteur, lequel cspCsho la pcx-tc de ch31a
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par convection et par radiation. Un autre avantage réside dans le fait qu'elle ne contient aucune matière carbonnée et évite ainsi que le matai en fusion ne puisse absorber du carbone.
La présente invention, sous ses aspects les plus larges, n'est pas limitée aux composition spécifiques, ni aux opérations et aux méthodes décrites, des écarts par rapport à celles-ci pou- vant être prévus dans le cadre de ladite invention et sans pour cela sacrifier ses avantages principaux.