BE739436A

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Info

Publication number: BE739436A
Authority: BE
Priority date: 1969-09-26
Filing date: 1969-09-26
Publication date: 1970-03-02

Description


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 EMI1.1 
 



  T PROCEDE D'ELABORATION DiUIvTE ii4ESE METALLIQUE n 

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La présente invention a pour objet un procédé d'élaboration   d'unie   masse métallique liquide de forme quelconque se solidifiant progressivement et comportant   une assenée   de gaz dans le bain liquide à partir duquel la masse métallique se solidifie. 



   On connaît des procédés de fusion tels que la refusion à arc avec électrode consormable et la refusion ou la soudure sous laitier avec électrode consommable. 



   Dans ces procédés, on utilise un moule, généralement en cuivrerefroidi, dans lequel on maintient un bain fondu à haute température à l'aide d'un arc électrique,   d'un   chauffage par résistance ou par jet   de   plasma.   On   apporte dans le bain la matière à traiter et on laisse la masse métallique se solidifier progressivement en remplissant le moule s'il est muni d'un fonds ou en extrayant le lingot obtenu par le bas du moule. Dans le procédé à arc avec électrode consommable on a d'abord fait usage d'une atmosphère inerte constituée par exemple d'argon pour pro- téger le bain métallique.

   On a cependant rapidement constaté que ce procédé, s'il est valable pour obtenir un lingot sain à partir d'une électrode de haute pureté, est limité quant aux possibilités des réactions visant à éliminer les impuretés éven- tuellement apportées par l'électrode. 



   C'est pourquoi on   s'est   orienté vers la refusion à arc sous pression réduite qui permet de dissocier les nitrures et certains oxydes et donc de réduire la teneur en azote, oxygène et hydrogène du métal. Cependant cette technique exige un équi- pement complexe et particulièrement coûteux pour le travail sous 

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 vide poussé. 



   On a cherché à réduire ces inconvénients en protégeant le bain de Métal par une couche de laitier fondu. Le courant électrique est alors amené dans ce bain par une ou plusieurs électrodes et la chaleur dégagée par effet Joule dans le bain permet la fusion régulière des électrodes et l'obtention d'un, lingot ou d'une soudure si une partie des parois du moule est constituée par deux pièces à assembler. 



   L'utilisation d'un bain de laitier fondu permet dans une plus large mesure que sous   ride   d'éliminer les impuretés indésirables telles que le sorfure et le phosphore et de corriger légèrement la composition chimique de l'analyse du métal obtenu. 



   Une amélioration trés   importante   du procédé consiste à apporter dans le bain des éléments d'alliage sous forme de pou- dres métalliques, ce procédé est décrit au brevet belge   640.541.   



   Cependant il reste difficile d'abaisser la teneur en azote, en hydrogène et en oxygène du bain sans recourir à une combinaison du procédé sous laitier et du procédé sous vide. 



     Le   présent procédé remédie à ces inconvénients et pré- sente, en outre, l'énorme avantage de choisir indifféremment la source de chaleur, le mode d'apport de matière, la forme ou l'état de celles-ci et la forme de protection utilisée pour ob- tenir une masse métallique ou une soudure. 



   L'invention consiste en un procédé d'élaboration de métaux dans un moule et sous des moyens de protection appropriés caractérisé par la dispersion d'un fluide au sein du métal fondu et/ou au sein du laitier fondu qui le protège - lorsque des-réac- 

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 tions chimiques dans le laitier s'avèrent désirables.   @   
L'effet premier envisagé par l'utilisation du fluide amené dans la masse est, bien entendu, le dégazage de celle-ci, mais en fait si on désire que l'acier ait par exemple une cer- tainé teneur en azote, on peut y injecter ce gaz, et si on dé- sire carburer le métal, injecter un gaz contenant du carbone tel que CO -   CH -   C2H6- C3H3 etc., ou un mélange de ceux-ci. 



   Le fluide est utilisé à l'état gazeux, mais il peut être apporté à l'état liquide, et dans ce cas il est utilisé dans les conditions qui seront précisées au cours de la des-   cription   des moyens de réalisation de l'invention ci-après, qui ne sont d'ailleurs donnés qu'à titre d'exemples. 



   La figure 1 est une vue schématique d'une installation de   refusion   en électroslog dans laquelle sont appliqués les moyens conformes à l'invention. 



   La figure 2 est une vue schématique plus détaillée de la lingetière utilisée dans l'installation de la figure 1, et Munie de ses moyens de dégazage conformes à l'invention. 



   La figure 3 est une vue en coupe d'un tube d'injection conforme à   l'invention.   



   L'installation en service représentée schématiqment   par   la figure 1, comporte une colonne 1 sur laquelle est montée la lintotière à fond ouvert 2 à chemise de refroidissement par circulation d'eau 18, et d'où est extrait un lingot continu 3 par l'action des deux paires de rouleaux d'extraction 5-5' et   6-6'.   Le dessus   du.lingot   est   recouv ert   du bain de métal fondu 7, lui-même   recouvert   du bain dé laitier fondu 8 amené sous forme 

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 de poudre par le dispositif d'alimentation en poudre 9 et dans lequel plonge le fil électrode 10, tiré du dérouleur Il par la paire de galets   12-121.   -Les galets 5 et 12 sont raccordés aux bornes d'une source de courant alternatif par les conducteurs 
13 et   14,

     et la colonne 1 en outre est munie d'un dispositif approprié de découpage du lingot 15. Pour des raisons de commodité, une fosse   16   est en outre prévue dans le sol sous le lingot. 



   Comme on peut le voir - à la figure 1 - et encore plus clairement à la figure 2, un dispositif d'injection de      fluide 17 dans le métal fondu est inséré dans la chemise de 
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 3'bn: C??-éISSF3ï.'xLu'.. L# au niveau de la zone de tn&Éa7 fondu. Il est cQlt.gt7a de Jeax parties. :i'?-3 partis poreuse 19 par cxora# plie en :.2.-t&:--iu. t:J.5i.:alliqu., 021 -x'dli.F?:3.6 ou en graphite en contact avec le Métal liquide et une partie métallique 20 comportant la s:r:¯'aai''.:ï: il' .3.'./..:n{3-e de gaz 21  ëeszl-.is:a-. à une chambre a2, (:.:-- - laquelle 1 fluide 3G dé.t<#n>1 c:Wc7,i d ??É'i24  tj'er (1en la ) pOri!3e. 



  I-a :'-a? ,'saa¯z oi 3 a ch2!:lbr de C:?'C??'C3 -,¯ >,y¯-g-8I' être .3 i t'¯¯ ¯ ¯ =n, C<G''-1t:2.ic:1tion par 1-3 pourtour r zi'" ..^' C'è8' :3;çr LS J:u,bc - :: Ii - ,."1,.; Jc:lon de gaz à dis'tances réGulières tout le   long   de celui-ci. 



     Lorsque   le fluide   est     apporté     sous   forme   liquida.   
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 celui-ci {3S-;; 2.:: e:?!: 0:: 10 dispositif C t'â.¯?g<'¯ :: z''.i^33 dc 1- rT-é3lc:à"C.' à le laisser se vaporiser au contact de la paroi poreuse elle- même en contact avec le métal fondu. 



   Lersque le procédé selon   1.' invention -  est appliqué au   @   

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 soudage, suivant les procédés décrits dans les brevets belges 591,334 et 563.040, le fluide à injecter est amené par le pa- tin, qui pour se faire est pourvu d'un dispositif poreux ana- logue à celui décrit ci-dessus, ou d'orifices d'injection. 



   Le dispositif ci'injection peut toutefois consister 
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 en ra,- tube 23 méta.i.qae - rFHo.di ou en réfractaire (figure 3) ou garni de réfractaire (figure   3),   terminé par un embout 24 en métal, réfractaire ou graphite poreux, et que l'on immerge dans le métal fondu.

Claims

R E V E N D I C A T ION S . l.- Procédé d'élaboration dans un moule sous des moyens de protection appropries de métaux sous forme de :nasse ou de cordon de soudure, caractérisé en e qu'on 'dispersa un fluide au sein du métal fondu à élaborer e./ou dans le laitier fondu de protection qui le recouvre, au cours de l'opération d'élaboration.

2.- Procédé suivant revendication 1 caractérisé en ce les moyens utilisés pour disperser le fluide consiste en un dispositif :formé essentiellement d'un organe poreux métallique en réfractaire entièrement ou partiellement en contact avec la matière fondue, et précédé d'une chambre de détente du fluide.

3.- Procédé suivant revendication 2 caractérisé en ce que le dit dispositif est inséré dans la chemise de refroidis- sment de la lingotière au niveau du bain de fusion et est en contact par une de ses faces avec celui-ci.

4.- Procédé suivant revendication 2 caractérisé en ce que le dit dispositif consiste en un tvbe en Métal, en réfrac- <Desc/Clms Page number 7> taire ou en graphite terminé par un embout poreux qui est immergé dans le bain de fusion.

5.- Procédé suivant revendication 1 caractérisé en ce que le fluide utilisé est un gaz ou un liquide.

6.- Procédé suivant revendication 5 caractérisé en ce que le gaz utilisé est de l'oxyde de carbone, du méthane, de l'éthane, du propane etc. ou un mélange de cette famille d'hydrocarbures saturés gazeux.