CH323383A - Procédé pour l'introduction d'un agent d'addition solide dans une masse de métal fondu et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. - Google Patents

Description

  Procédé pour     l'introduction    d'un agent     d'addition        solide        dans    une     masse    de métal fondu  et     appareil    pour la     mise    en     aeuvre    de ce     procédé       La présente invention a pour objets un  procédé pour l'introduction, dans une masse  de métal fondu, d'un agent d'addition solide  qui provoque un abondant dégagement gazeux  à une température inférieure à celle du     métal     fondu, et un appareil pour la mise en     oeuvre     de ce procédé.  



  Dans de nombreux processus métallurgi  ques, il est nécessaire d'ajouter un agent d'ad  dition solide à une masse de métal fondu. Si  le point     d'ébullition    de l'agent d'addition est  inférieur à la température du métal fondu,     ce     dernier est violemment agité à partir du mo  ment où il entre en contact avec l'agent d'ad  dition, par l'évolution brutale de vapeur déga  gée par ce dernier, et du métal peut ainsi être  projeté hors du récipient. Cela est évidemment  dangereux et provoque également un gaspil  lage. Le risque est particulièrement grand lors  qu'on ajoute du magnésium à du fer fondu,  comme cela se fait couramment dans le but  de produire de la fonte contenant du graphite  en nodules.

   En fait, lors d'une telle opération,  le magnésium est habituellement ajouté sous  forme d'un     alliage    à faible teneur en magné  sium, ceci afin de<U>minim</U>iser la     violence    de la  réaction et les pertes de magnésium. Ce mode  de faire implique cependant divers inconvé-         nients.    En     particulier,    les     alliages    d'addition  sont plus coûteux que le magnésium     métalli-          que    et le métal auquel ce magnésium est     allié     est introduit dans le fer, où sa présence peut  être indésirable.  



  Le procédé faisant l'objet de la présente  invention est caractérisé en ce qu'on charge  un plongeur de l'agent d'addition lorsque le  plongeur se. trouve à l'extérieur d'un récipient  contenant le métal fondu, et en ce qu'on intro  duit ensuite dans le récipient le plongeur avec  l'agent d'addition à travers une ouverture d'ad  mission, le plongeur, dans sa position extrême  intérieure, fermant l'ouverture d'admission pour  rendre le récipient étanche à la pression. Ce  procédé permet ainsi d'introduire l'agent d'ad  dition profondément dans le métal fondu et  diminue le risque d'être blessé par du métal  projeté hors du récipient.  



  L'appareil pour la mise en     oeuvre    du pro  cédé qu'on vient de spécifier est caractérisé en  ce qu'il comprend un récipient agencé de ma  nière à pouvoir contenir du métal fondu sous  pression, ce récipient étant fermé à l'excep  tion d'une ouverture d'admission, et un plon  geur agencé de manière à pouvoir être     intro-          duit    et sorti du récipient à travers ladite ou  verture et prévu pour être muni d'un agent      d'addition solide destiné à être introduit dans  le récipient, le plongeur scellant cette ouver  ture lorsqu'il se trouve dans sa position ex  trême intérieure.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exem  ple, deux formes d'exécution de l'appareil et  illustre le procédé objet de l'invention.  



  La     fig.    1 est une vue en perspective d'une  première forme d'exécution, le plongeur étant  enlevé.  



  La     fig.    2 est une     coupe    axiale de cette for  me d'exécution, le plongeur     étant    en place et  fermant l'ouverture.  



  La     fig.    3 est une coupe     verticale    de la       deuxième    forme d'exécution, le plongeur étant  en place et fermant l'ouverture.  



  La première forme d'exécution représentée  aux     fig.    1 et 2 comprend une poche de fonde  rie 1 comprenant un corps 2 et un couvercle  3, tous deux capables de résister à une pres  sion notable et garnis de matière     réfractaire    4.  Le corps de la poche est renforcé par des or  ganes raidisseurs 5 qui lui sont soudés et, à  son extrémité supérieure, il porte un anneau 6  qui lui est rivé. Le couvercle 3 recouvre la to  talité de la partie supérieure du corps 2 à la  quelle il peut être     fixé    au moyen de coins 7  qui passent à travers des fentes 8 pratiquées  dans des bossages creux 9 du couvercle et ve  nant s'engager sous l'anneau 6.

   Le joint entre  le couvercle 3 et le corps 2 est rendu étanche  à la pression par des anneaux de scellage 10  et 11 respectivement fixés au couvercle et au  corps et susceptibles d'être     facilement    remplacés  si cela est nécessaire.  



  Le couvercle 3 est composé de plusieurs  pièces et comprend un anneau de guidage 12  qui limite une ouverture centrale destinée à  recevoir un plongeur 13. L'ouverture de l'an  neau 12 est conique et de forme complémen  taire à celle d'une partie conique d'une tête 14  du plongeur 13. Cette tête présente également  un rebord à surfaces     horizontales    15 et 1,6 qui  sont susceptibles de venir en contact avec des  surfaces correspondantes ménagées sur l'an  neau 12. La tête 14 est fixée à la face infé-         rieure    d'un lourd poids 18 au moyen de vis  17.  



  Le plongeur 13 comporte un corps tubu  laire 19 en acier qui est légèrement soudé à  une monture tubulaire 20, remplie de matière  réfractaire comme indiqué en 21 et reliée à  un bouchon 34 présentant une broche     filetée    22  qui se visse dans un trou taraudé dans la tête  14. L'agent     d'addition,    par exemple des tiges  de magnésium     indiquées    en 35, est placé     dans     le corps tubulaire 19 et est     maintenu    en posi  tion par un bouchon en bois 23.  



  La poche tout entière peut être soulevée  par une grue, au moyen d'un châssis 24 arti  culé sur des montures à pivot 25 prévues sur  deux des organes raidisseurs 5. On peut     faire     tourner la poche par rapport au châssis 24 au  moyen d'une roue 26 et d'un train d'engrenages  27, de sorte que la poche peut être inclinée  pour verser et pour permettre d'insérer le plon  geur dans la poche ou de l'en retirer.  



  Du métal fondu, par exemple du fer fon  du provenant d'un four à réverbère, est ame  né dans la poche 1. Pendant cette opération,  les surfaces de scellement du plongeur et du  couvercle peuvent être protégées du métal fon  du par un écran en tôle métallique, par un  revêtement ou par de la laque à modèles. On  laisse ensuite descendre le plongeur 13 jusque  dans la poche à travers l'ouverture de l'anneau  12, au moyen d'une grue, jusqu'à ce que la tête  de ce plongeur vienne reposer dans l'anneau  et ferme la poche. Le poids 18 sert de soupape  de sûreté du fait qu'il se soulève lorsque la  pression à l'intérieur de la poche devient exa  gérément élevée.  



  Lorsque le plongeur pénètre dans la char  ge de métal fondu, le bouchon 23 brûle. Ce  bouchon doit être assez épais pour que le mé  tal fondu ne puisse pas venir en contact avec  l'agent d'addition avant que le plongeur n'ait  été amené dans sa position extrême intérieure.  Aussitôt que ce contact entre le métal fondu et  l'agent d'addition s'établit, ledit agent com  mence de s'évaporer et du métal fondu est  violemment projeté vers le haut. Si à cet ins  tant le plongeur ne fermait pas l'ouverture, du      métal serait projeté à travers l'intervalle com  pris entre la tête du plongeur et le couvercle  et pourrait blesser des ouvriers et également       venir    bloquer ledit intervalle et empêcher     ainsi     la tête du plongeur de venir fermer le couver  cle de façon étanche.

   Normalement, le plon  geur atteint sa position extrême intérieure en  quelques secondes après que le bouchon 23  a initialement touché la charge de métal fon  du, à condition que la grue soit convenable  ment commandée.  



  Normalement, le tube d'acier 19 est entiè  rement fondu pendant que le plongeur reste  dans la poche, mais la monture 20 n'est pas  fondue.    Du fait de l'évaporation de l'agent d'addi  tion, la pression dans la poche augmente jus  qu'à une valeur correspondant à la température  du métal, par exemple jusqu'à six atmosphères  pour une température de 13500 C. Afin de  minimiser les pertes d'agent d'addition par  évaporation, l'espace 28 occupé par de l'air  dans la poche doit être aussi faible que pos  sible.  



  Le plongeur est retiré au moyen de la grue  sitôt qu'une période de temps suffisante pour  permettre à l'agent d'addition d'être complète  ment incorporé dans le métal fondu s'est écou  lée.  



  Avant que le métal ne soit versé à partir  de la poche, la     surface    du couvercle par-des  sus laquelle le métal chaud s'écoule au cours de  l'opération de     versage    est     recouverte    de laque  à modèles ou d'une     autre    matière     protectrice.     



  Il est     important    que les surfaces en contact  de la tête 14 du plongeur et de l'anneau 12  forment un joint étanche. Cela peut avanta  geusement être obtenu en utilisant une poudre  de résine synthétique durcissant à chaud et  qui contient un     accélérateur    et se durcit rapi  dement sous l'action de la pression.

   On peut  par exemple     utiliser    une résine au     formaldéhy-          de    de phénol, au     formaldéhyde    d'urée ou au       formaldéhyde    de     mélamine    et comportant du       tétramine        d'hexaméthylène    comme agent accé  lérateur, ces résines étant de préférence mé  langées à une matière de remplissage bon mar-         ché    telle que du sable, de la poudre     d'amiante     ou une substance analogue. Le mélange pul  vérulent peut être simplement appliqué sur les  surfaces 15 et 16.

   Ces surfaces sont chauffées  par la charge de métal fondu jusqu'à une tem  pérature suffisamment élevée pour faire fondre  la matière de scellage qui durcit sitôt qu'elle  est soumise à l'action d'une pression exercée  par le poids 18.  



  Une boue de matière réfractaire peut être  utilisée pour revêtir les surfaces 15 et 16, au  lieu de la poudre de résine.  



  La matière de scellage doit être renouvelée  chaque fois que le joint est rompu. La ma  tière de scellage à base de résine synthétique  peut facilement être enlevée par morceaux ou  raclée de manière à laisser des surfaces pro  pres.  



  Lorsque la garniture de la poche doit être  renouvelée, on enlève le couvercle 3 et un ou  vrier peut alors     pénétrer    dans la poche.  



  Il est avantageux que l'ouverture destinée  à être fermée par le plongeur soit aussi petite  que possible car, plus petite est cette ouver  ture, plus petit peut aussi être le poids 18 et  plus court est le joint le long duquel des fui  tes peuvent se produire. Le joint entre le cou  vercle 3 et l'anneau 6 peut être exécuté en  toute tranquillité et peut être renforcé en le  garnissant de matière réfractaire depuis l'in  térieur.  



  Le bouchon 23 n'a pas besoin d'être     fait     de bois mais peut être fait de n'importe quelle  matière .susceptible d'être détruite par le mé  tal fondu, par exemple d'un métal susceptible  d'être détruit par     fusion    ou d'une autre ma  tière qui se décompose au contact du métal  fondu.

   De même, au     lieu    de disposer l'agent  d'addition à l'intérieur d'un plongeur creux,  on pourrait l'emballer dans une feuille de tôle  métallique ou dans une-autre matière et le     fixer     à l'extrémité du plongeur, la matière d'embal  lage étant choisie     suffisamment    épaisse pour       maintenir    l'agent d'addition hors de     contact     avec le métal fondu pendant que le plongeur  est en train d'être abaissé jusque dans sa posi  tion de     fermeture.         Le plongeur peut     avoir        différentes    formes.

    Par exemple, la plus grande partie de son corps  peut être constituée par une tige métallique  massive entourée de matière réfractaire, l'ex  trémité inférieure de cette tige étant élargie de  manière à former une monture à laquelle une  boîte métallique destinée à     contenir    l'agent  d'addition est légèrement soudée. De même,  la totalité du corps du plongeur pourrait aussi  être faite de matière réfractaire, ce corps pré  sentant une extrémité creuse destinée à rece  voir l'agent d'addition qui est ainsi entouré de  matière réfractaire.

   Cette dernière disposition  présente l'avantage de permettre de réutiliser  le plongeur tout entier et d'assurer que la to  talité de la vapeur en laquelle l'agent d'addi  tion est transformé se dégage à partir de la       partie    intérieure du plongeur et est ainsi obli  gée de traverser le métal fondu sur toute sa  profondeur, sous forme de bulles, avant de  pouvoir atteindre l'espace libre 28.  



  La forme d'exécution représentée à la     fig.     3 se distingue principalement de celle repré  sentée aux fi-. 1 et 2 en ce que le récipient  soumis à la pression est entièrement fermé,  sauf en 29 où il présente un trou d'homme,  de     sorte    qu'il n'est pas     nécessaire    de prévoir  un grand couvercle qu'on est obligé de fixer  au corps du récipient. Le trou d'homme 29  présente un diamètre plus grand que cela n'est  nécessaire pour le plongeur, de sorte qu'on  le munit d'un petit couvercle 30 présentant  une nervure 31 destinée à s'adapter dans une  rainure pratiquée dans un anneau 32 du bord  de l'embouchure du récipient, ce couvercle  étant muni d'un rebord 33 qui sert à guider le  plongeur.

   Le couvercle 30 est mis en place  après que le récipient a été chargé de métal  et on l'enlève à nouveau avant de verser le  métal fondu hors du récipient. La face infé  rieure du poids 18 constitue une face d'appui  pour le plongeur et un joint est formé entre  cette face et le couvercle 30, au moyen de cor  de d'amiante 43.  



  Le plongeur représenté à la     fig.    3 com  prend un corps tubulaire 37, en acier, qui est  entouré par de la matière réfractaire 38 et  fermé à son extrémité inférieure par une plaque    d'acier 39 munie d'un revêtement 40 de laque  à modèles. L'agent d'addition, représenté com  me étant du magnésium sous forme de copeaux  36, est tassé dans un tube d'acier 41 légère  ment soudé à la plaque 39. Normalement, ce  tube 41 et un bouchon 42 sont détruits dans  le métal fondu.  



  Le récipient représenté à la     fig.    3 est une  poche de fonderie cylindrique susceptible d'ê  tre soulevée au moyen d'un châssis 24 et d'être  inclinée autour d'un axe central, pour le cou  lage, de     sorte    que le trou d'homme est prati  qué d'un côté de l'axe de la partie     cylindrique     de la poche afin de faciliter le     versage.       Le procédé     spécifié    est particulièrement ap  plicable à l'introduction de magnésium dans  de la fonte.

   Ce magnésium peut être ajouté  sous forme élémentaire ou sous forme d'un  alliage riche en magnésium ou encore d'un al  liage de magnésium avec du fer et du     silicium.     D'autres agents d'addition susceptibles d'être  avantageusement introduits selon le procédé  spécifié sont d'autres     alliages    d'addition, des  agents réducteurs et des agents     purificateurs.     En particulier, le procédé peut être utilisé  pour la désoxydation et pour la     désulfurisa-          tion    d'acier, et pour le traitement de métaux  non-ferreux au moyen d'agents d'addition à  faible point d'ébullition, par exemple de cal  cium, de sodium et de substances     solides    ana  logues.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé pour l'introduction, dans une masse de métal fondu, d'un agent d'addition solide qui provoque un abondant dégagement gazeux à une température inférieure à celle du métal fondu, caractérisé en ce qu'on charge un plongeur de l'agent d'addition lorsque le plongeur se trouve à l'extérieur d'un récipient contenant le métal fondu, et en ce qu'on in troduit ensuite dans le récipient le plongeur avec l'agent d'addition à travers une ouver ture d'admission, le plongeur, dans sa posi tion extrême intérieure, fermant l'ouverture d'admission pour rendre le récipient étanche à la pression. II.

   Appareil pour la mise en oeuvre du pro cédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient agencé de ma nière à pouvoir contenir du métal fondu sous pression, ce récipient étant fermé à l'exception d'une ouverture d'admission, et un plongeur agencé de manière à pouvoir être introduit et sorti du récipient à travers ladite ouverture et prévu pour être muni d'un agent d'addition solide destiné à être introduit dans le récipient, le plongeur scellant cette ouverture lorsqu'il se trouve dans sa position extrême intérieure. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé selon la revendication I, notam ment pour l'introduction de magnésium dans une masse de fer fondu, caractérisé en ce qu'on empêche l'agent d'addition d'entrer en con tact avec le métal fondu avant la fermeture de ladite ouverture d'admission. 2. Procédé selon la revendication 1, carac térisé en ce qu'on place ledit agent d'addition dans une partie creuse dudit plongeur et en ce qu'on le retient dans cette partie au moyen d'un bouchon susceptible d'être détruit par le métal fondu. 3. Procédé selon la revendication 1 et la sous-revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise un bouchon ayant une épaisseur telle que le métal fondu ne puisse venir en contact avec l'agent d'addition avant que le plongeur n'ait fermé l'ouverture d'admission. 4.

   Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on dispose une matière de scellement sur la surface dudit récipient en tourant l'ouverture d'entrée de celui-ci, et en ce qu'on amène un rebord dudit plongeur en contact avec cette matière de scellement pour fermer le récipient. 5. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 4, caractérisé en ce que, comme matière de scellement, on emploie une poudre de résine synthétique durcissant à chaud, qui contient un agent accélérateur et qui se durcit rapidement sous l'action d'une pression. 6.

   Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite résine est une résine au formaldé- hyde de phénol contenant du tétramine d'hexa- méthylène comme agent accélérateur. 7. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite résine est une résine au formal- déhyde d'urée contenant du tétramine d7hexa- méthylène comme agent accélérateur. 8.

   Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite résine est une résine au formal- déhyde de mélamine contenant du tétramine d'hexaméthylène comme agent accélérateur. 9 Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que l'agent d'addition est entouré d'une matière réfractaire. 10.

   Appareil selon larevendication II,carac- térisé en ce que ledit plongeur présente un rebord destiné à entrer en contact avec une matière de scellement disposée sur le bord de ladite ouverture d'admission lorsque ce plon geur se trouve dans sa position extrême inté rieure. 11. Appareil selon la revendication II, ca ractérisé en ce que ledit plongeur est relié à un poids tendant à le maintenir en position de fermeture contre l'action d'une pression ré gnant à l'intérieur dudit récipient et servant de soupape de sûreté. 12.

   Appareil selon la revendication II, ca ractérisé en ce que ledit récipient comprend un couvercle amovible dans lequel ladite ou verture d'admission pour le plongeur est pra tiquée, ce couvercle étant fixé sur le récipient avant l'introduction dudit plongeur. 13. Appareil selon la revendication II, ca ractérisé en ce que ledit récipient comporte un trou d'homme servant à charger et à dé charger le métal fondu, et en ce qu'un cou vercle présente ladite ouverture d'admission qui est plus petite que le trou d'homme. 14. Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 13, caractérisé en ce que ledit récipient constitue une poche de fonderie cylindrique et en ce que ledit trou d'homme est pratiqué dans le haut de cette poche et d'un côté de l'axe de sa partie cylindrique. 15.

   Appareil selon la revendication II, ca ractérisé en ce que ladite ouverture d'admis sion est munie d'un couvercle amovible pré sentant un rebord conformé de façon à for mer un guide pour ledit plongeur.