FR2532330A1 - Procede de production et d'emploi d'un alliage mere amorphe - Google Patents
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Abstract
PROCEDE DE PRODUCTION ET D'EMPLOI D'UN ALLIAGE MERE AMORPHE; ON CHARGE UNE MATIERE PREMIERE, UN AGENT REDUCTEUR CARBONE ET UNE MATIERE SECONDAIRE DANS UN FOUR DE FUSION PUIS ON LES FOND POUR PRODUIRE UN ALLIAGE FONDU DE LA SERIE FE-B-SI AYANT UNE GAMME DE COMPOSITION EN BORE ET EN SILICIUM COMPRISE DANS LE QUADRILATERE IRREGULIER ABCD DE LA FIGURE; L'ALLIAGE MERE AMORPHE EST EMPLOYE POUR PRODUIRE UNE MATIERE PREMIERE AMORPHE PAR DILUTION AVEC DE L'ACIER FONDU.
Description
La présente invention concerne des procédés de pro-
duction et d'emploi d'un alliage mère amorphe.
Les alliages amorphes constitués principalement de fer et de bore ont d'excellentes propriétés comme matériau électromagnétique Si l'on désire employer de tels alliages amorphes comme matériau du noyau d'un transformateur, la perte dans le fer est d'environ 1/3 de celle des tôles d'acier classiques au silicium
d grains orientés, mais on ne les a pas encore employés en pratique.
La raison principale en est que le coût d'un tel alliage amorphe est très élevé par rapport à celui d'une tôle d'acier au silicium Comme au moins la moitié du coût de production d'un ruban amorphe est constituée par le prix du bore, il est important
de fournir un procédé de production de matières peu coûteuses con-
tenant du bore.
Le bore élémentaire est coûteux et il n'est pas appro-
prié comme matière de départ pour la production d'un alliage amorphe On peut produire du ferro-bore selon un procédé thermique avec de l'aluminium ou selon un procédé au four électrique Cependant, le procédé thermique n'est pas approprié aux matériaux amorphes car de l'aluminium est inclus dans le ferro-bore, tandis que le
procédé au four électrique pose le problème du prix élevé de l'éner-
gie car la quantité d'énergie électrique consommée est importante.
La demanderesse a précédemment proposé un procédé de production de métal fondu de la série Fe-B par emploi de carbone comme agent réducteur sans métal tel que l'aluminium ou similaires et d'énergie électrique comme décrit dans le brevet japonais non examiné N O 57-77 509 A cet égard; les demanderesses ont effectuées des études complémentaires relative 4 la production avantageuse d'un métal fondu de la série Fe-B-Si ayant des teneurs en bore et en silicium appropriées à un matériau amorphe et une faible teneur en carbone. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre
de plusieures exemples de réalisation et en se-référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un graphique montrant la relation
entre la gamme de composition de l'alliage mère amorphe, la forma-
bilité à l'état amorphe et l'aimantation h saturation; la figure 2 est un graphique montrant la relation entre les teneurs en bore, en silicium et en carbone d'un m 4 tal fondu de la série Fe-B-Si selon l'invention et les gammes des compositions de l'alliage mire amorphe et de la matière première amorphe; la figure 3 a est un graphique montrant la relation entre le rapport B 203/Fe 203 et le pourcentage atomique de bore; la figure 3 b est un graphique montrant la relation entre le rapport Si 02/Fe 203 et le pourcentage atomique de silicium; la figure 4 est un diagramme de système illustrant la production de l'alliage mère amorphe dans un four électrique selon l' invention;
les figures 5 et 6 sont des vues systématiques illus-
trant la production de l'alliage mère amorphe respectivement dans un four de fusion et de réduction et un four à cuve selon l'invention; et
les figures 7 a et 7 b sont des diagrammes de fonc-
tionnement illustrant la formation avec l'alliage mère amorphe d'un
ruban amorphe selon l'invention.
En ce qui concerne la composition du métal fondu de la série Pe-B-Si (appelé ci-après matière première amorphe) pour la production de rubans d'alliage amorphe, on sait par de nombreuses études que les teneurs en bore, en silicium et en carbone doivent de façon appropriée être comprises dans les gammes respectives suivantes: 1/4 <Si (% atomique)/B (% atomique) < 1, 16 < B (% atomique) + 2/3 Si (% atomique) < 25, e ( 1)
C (,% atomique) < 1.
Dans la production d'un ruban d'alliage amorphe, il est généralement important que la substance amorphe soit tout d'abord formée,que parmiles poriétés électromgnétiques l'aimanttion àsaturationsoit bonne, et que la stabilité thermique soit bonne pour qu'il ne se produise pas de cristallisation lors du chauffage du produit Pour obtenir une bonne formabilité à l'état amorphe comme illustré par la figure 1, il est nécessaire que les relations suivantes soient satisfaites Si.(% atomique) /B (% atomique) 1/4, et -B (% atomique) + 2/3 Si (% atomique)> 16, tandis que si elles ne sont pas satisfaites, la formabilité à le'état amorphe diminue D'autre part, pour obtenir une aimantation à saturaz tion donnée, il est nécessaire que les relations suivantes soient satisfaites: Si (% atomique)/B (% atomique)< 1, et B (% atomique) + 2/3 Si (% atomique) < 25
tandis que si elles ne sont pas satisfaites, l'aimantation à satura-
tion se détériore De plus, il est nécessaire que la teneur en carbone
ne dépasse pas 1 % atomique en raison-de la stabilité thermique.
Le ferro-bore généralement produit dans un four élec-
trique contient de 10 a 20 % en poids de bore et pas plus de 2 % en poids de silicium Si on emploie ce ferro-bore comme matière première
pour produire la matière première amorphe ayant la gamme de composi-
tion indiquée en (l), il est nécessaire d'ajouter a l'acier fondu
une grande quantité de silicium métallique comme source de silicium.
Dans ce cas, la coût de la matière première amorphe augmente car.
le ferro-bore et le silicium métallique s Qnt coûteuox.
La demanderesse a effectué des expériences relatives
à la production de métaux fondus de la séri{ Fe-B en utilisant en-
particulier du carbone comme agent réducteur dans un four de fusion
et de réduction, un haut fourneau ou un four électrique et a cons-
taté que les teneurs en bore, en silicium et en carbone présentent
la corrélation illustrée par la figure 2.
Plus les teneurs en bore-et en silicium sont élevées, plus la teneur en carbone est faible ou, inversement, plus les teneurs en bore et en silicium sont faibles, plus la teneur en carbone est élevée Donc, si on désire produire directement des i taux fondus ayant une gamme optimale des teneurs en bore et en silicium, comme illustré par la figure 1 (c'està-dire dans la zone I de la figure 2), par emploi de carbone comme agent réducteurs la teneur en carbone est de plusieurs pourcentages atomiques et est supérieure à la gamme optimale, si bien qu'il est nécessaire de- faire en sorte d'autres
façons que la teneur en carbone ne dépasse pas 1 % atomique.
Pour réduire la teneur en carbone (décarburation), il faut cependant des stades additionnels tels qu'un traitement de décarburation sous vide avec oxydation du carbone et similaires De plus, comme le bore a des propriétés thermodynamiques semblables à celles du carbone et est susceptible de s'oxyder, une partie du bore du métal fondu est perdue par oxydation Donc, la réduction de la teneur en carbone d'une autre façon est désavantageuse du point de vue
du coût de la production.
La demanderesse a effectué des recherches complémen-
taires sur ces inconvénients et a découvert que l'on peut les résoudre de façon avantageuse 1) en produisant un métal fondu de la série Fe-B-Si ayant des teneurs élevées en bore et en silicium et une faible teneur en carbone (qu'o appelle ci-après un alliage mère amorphe) et 2) par mélange et dilution d'un alliage mère amorphe avec de l'acier
fondu pour produire une matière première amorphe.
Plus particulièrement, on peut produire sans décarbu-
ration la matière première amorphe ayant la gamme de composition précédemment indiquée en ( 1) par production de l'alliage mère amorphe correspondant à la zone II de la figure 2 o les teneurs en bore et en silicium sont élevées et-la teneur en carbone est faible, puis en le diluant avec de l'acier fondu pour ajuster les teneurs en bore et en silicium dans les ganmes de la zone I. Dans la gamme de composition de-la zone Il, le rapport des pourcentages atomiques Si/B ne peut pas changer, même par dilution avec l'acier fondu et est de 1/4 < Si/B<l comme dans le cas de la zone I De plus, il ressort de la figure 2 qu'il est nécessaire que les teneurs en bore et en silicium satisfassent a la relation suivante B (% atomique) + 2/3 Si ( 7 atomique)> 30 en tenant compte du fait que l'alliage mère amorphe ayant la teneur maximale en un point a de la zone Il est dilué avec de l'acier fondu
pour que la teneur en carbone de la matière première amorphe corres-
ponde à un point a' qui ne dépasse pas 1 % atomique.
' A la suite de recherches portant sur les conditions opératoires de production d'un alliage mère amorphe ayant la gamme de composition cidessus, la demanderesse a découvert qu'il existait
25323 '30
les relations illustrées par les figures 3 a et 3 b sur lesquelles l'axe des abscisses représente le rapport de B 203 ou de Si O 2 à
Fe 203 qu'on obtient par conversion de la totalité du bore, du sili-
cium et du fer contenus dans la matière première, l'agent réducteur et la matière secondaire que l'on charge dans un four pour la produc- tion de l'alliage mère amorphe, en les quantités de B 203, Si O 2 et
Fe 203 chargées sous forme d'oxyde A partir de ces résultats expéri-
mentaux, on a découvert que les relations suivantes étaient satis-
faites quantité de B 203 chargée B, % atomique = a X 2 et quantité de Fe 203 chargée quantité de Si O chargée Si, % atomique = Px quantité de Fe 203 chargé Dans ce cas, a et P dépendent de la nature et de la taille des particules du composé de bore, du composé de silicium et de l'agent réducteur solide, ainsi que des conditions de réduction dans le four telles que la température, la pression et similaires, mais sont compris dans les gammes de a = 40 120 et P = 18 75 comme illustré dans les portions hachurées des figures 3 a et 3 b Iors d'une opération usuelle Plus la valeur d'a est élevée, plus la valeur de P est élevée, si bien qu'un rapport de P à a présente la relation P/a = 0,45 O, 625 A partir des relations ci-dessus, les quantités de B 203: Si O 2 et Fe 203 chargées pour la production de l'alliage mère amorphe ayant la composition comprise dans la zone II de la figure 2 présentent les relations suivante: 4 (P/a) quantité de B O chargée/quantité de Si O 2 chargée > (M/a) et (quantité de B 203 chargée) + 2/3 P (quantité de Si O 2 chargée)> (quantité de Fe 203 chargée), à partir desquelles on obtient les relations suivantes 0,4 < (quantité de B 203 chargée)/(quantité de Si O 2 chargée)< 2,5 et
(quantité de Si O 2 chargée)/(quantité de Fe 203 chargée)> 0,08.
La gamme de composition de l'alliage mère amorphe selon l'invention composé du nouveau métal fondu de la série Fe-B-Si ainsi obtenue forme un quadrilatère irrégulier entre les gammes de composition en bore et en silicium illustrées par la figure 2, qui est délimité par une surface abcd dont le sommet a a pour coordonnées ( 26, 6,5), le sommet b à pour coordonnées ( 18, 18),
le sommet c a pour coordonnées ( 30, 30) et le sommet d a pour coor-
données ( 44, 11) Autrement dit, il est sensiblement satisfait aux relations suivantes: 1/4 < Si/B < 1 < B + 2/3 Si < 52 L'acier fondu à mélanger avec l'alliage mère amorphe comprend par exemple l'acier effervescent et l'acier calmé courants ayant les compositions suivantes (% en poids) C Si O Acier effervescent 0,04-0,07 traces 0,01 0,04 0,06 Acier calmé 0,04 'v O,15tracesv O,4 0,002 0,005 qui n'ont pas une grande influence sur les gammes de composition
en carbone et en silicium de la matière première amorphe.
Donc, le degré de dilution de l'alliage mare amorphe avec l'acier fondu est facilement déterminé à partir du rapport de la teneur en bore de l'alliage mère à la teneur en bore souhaitée de la
matière première.
Les exemples suivants sont présentés pour illustrer
l'invention et ne la limitent en rien.
Exemple 1
On produit un alliage mère amorphe selon le système
schématisé par la figure 4 en employant un four électrique ordinaire.
Dans un four électrique 1, on charge un composé de bore tel que l'acide borique, l'oxyde de bore ou similaires et un composé de fer tel que de la poudre de fer, des scories de laminoir, du minerai de fer ou similaires au moyen d'une trémie 2 de matière
première, un combustible solide tel que du coke, un produit de carbo-
nisation, du charbon ou similaires au moyen d'une trémie 3 d'agent réducteur, et une substance telle que du sable siliceux, de la silice, du calcaire, de la dolomie, de la fluorine ou similaires à partir d'une trémie 4 de matière secondaire en des quantités données et on les fond en alimentant le four électrique avec une source d'énergie 5
Un exemple de fonctionnement employant un four élec-
trique ci-dessus ( 100 k VA) figure ci-dessous ( 1) Matières de la charge oxyde de bore 2 100 kg scories de laminoir 4 800 kg sable siliceux 2 900 kg coke 3 700 kg ( 2) Temps de fusion: 180 min ( 3) Quantité de métal fondu produite: 5,2 t Composition: B 34 % atomiques, Si 17 % atomiques, C O Q 6 % atomiques (B 10,3 %, Si 13,4 %, C 0,2 % en poids) o La composition du métal fondu obtenu est identifiée comme comprise dans la zone Il en forme de quadrilatère-irrégulier
de la figure 2.
Exemple 2
On prépare un alliage mère amorphe comme schématisé par la figure 5 avec un four de fusion et de réductiono On introduit un agent réducteur solide carboné, de
préférence du coke en morceaux dans un four à cuve 6 par l'intermé-
diaire d'un dispositif de chargement 7 pour garnir le four à cuve 6 d'un lit d'agent réducteur Deux ou trois étages de tuyères sont disposés dans la portion inférieure du four h cuve 6 Dans cet
exemple, l'étage supérieur est constitué des tuyères 8 pour intro-
duire un minerai de fer préalablement réduit avec de l'air chaud, l'étage inférieur comporte les tuyères 9 pour introduire de l'oxyde de bore ou de l'acide borique avec de l'air chaud etl'étage le plus bas comporte les tuyères 10 pour introduire uniquement de l'air
chaud s'il est nécessaire.
On alimente chaque tuyères en air chaud (air ou air riche en oxygène) chauffé à une température élevée au moyen du four 11, et simultanément de l'oxyde de fer préalablement réduit dans un four 12 de réduction préliminaire à l'état fluidisé et une substance pulvérulente contenant du bore, telle que de l'oxyde de bore ou de l'acide borique, stockée dans une trémie 13 sont insufflés respectivement par les tuyères 8 de l'étage supérieur et
les tuyères 9 de l'étage inférieur comme illustré par la figure 5.
L'oxyde de fer préalablement réduit est préparé par réduction de l'oxyde de fer dont on alimente le four 12 de
réduction préliminaire à l'état fluidisé au moyen d'un dispo-
sitif de charge 14 avec un gaz d'échappement à température élevée
produit par exemple-dans le four à cuve 6.
L'oxyde de fer préalablement réduit est préparé par réduction de l'oxyde de fer dont on alimente le four 12 de réduction préliminaire à l'état fluidisé au moyen d'un dispositif de charge 14 avec un gaz d'échappement à température élevée produit par exemple
dans le fou à cuve 6.
L'oxyde de fer préalablement réduit est-transféré d'une sortie 15 du four 12 de réduction préliminaire aux tuyères 8 de 1 té tag e supérieur et de l'oxyde de bore ou de l'acide borique est transféré de la trémie 12 aux tuyères 9 de l'étage inférieur
par application des principes du transport par gravité et du trans-
port pneumatique.
A l'avant-des tuyères 8 de l'étage supérieur, des tuyères 9 de l'étage inférieur et s'il est nécessaire des tuyères 10 de l'étage le plus bas; il se produit des rigoles de la même façon qu'au voisinage du sommet des tuyères d'un haut fourneau du fait que l'air chaud forme des zones ayant une température élevée de 2 000 à 2 5000 C dans lesquelles l'oxyde de fer préalablement réduit et l'oxyde de bore, qui sont introduits dans ces zones avec de l'air chaud ou de l'air chaud additionné d'oxygène, sont immédiatement
chauffés et facilement fondus.
Les produits fondus sont réduits pendant la descente à travers les lits garnis de coke à la portion inférieure du four 6 pour former un métal fondu et un laitier fondu qui se regroupent sur la sole du four et sont évacués périodiquement du four par un trou
de coulée 16.
Un exemple de fonctionnement employant le four de fusion et de réduction ci-dessus est le suivant: ( 1) Substance contenant du bore: oxyde de bore Granulométrie: passant au tamis de 75/um d'ouverture de maille Quantité chargée par les tuyères 9 de l'étage inférieur: 240 kg/h ( 2) Minerai de fer: minerai de Carol Lake Granulométrie: moins de 2 mm Quantité chargée dans le four 12 de réduction préliminaire: 340 kg/h Quantité chargée par les tuyères 8 de l'étage supérieur: 280 kg/h Taux de réduction préliminaire: 78 % ( 3) Agent réducteur solide carboné coke Granulométrie: 20-30 mma Quantité chargée: 800 kg/h ( 4) Quantité d'air insufflée dans le four à cuve: 1 800 m normaux/h Température de l'air insufflé: 900 C Nombre de tuyères d'insufflation de l'air:
Total 12: 4 dans chacun des étages su p rieu r, infé-
rieur et le plus bas (pour les 4 tuyères de l'étagè supérieur: minerai de fer préalable= ment réduit, pour les 4 tuyères de l'étage
inférieur: oxyde de bore).
( 5) Quantité de métal fondu de la série Fe-B-Si-C produite: 290 kg/h (B = 33 % atomiques, Si = 17 % atomiques, C = 0,8 % atomique, Fe = complément) (B 9,9 -%, Si 13,3 %, C 0,3 % en poids) ( 6) Quantité de laitier évacuée: 200 kg/h Le métal fondu obtenu correspond à la surface II en
forme de quadrilatère irrégulier de la figure 2.
Exemple 3
On prépare un autre alliage mère amorphe selon le schéma de la figure 6 en utilisant le même four à cuve 17 comme haut
fourneau pour la production de fonte brute.
On transforme tout d'abord les minerais pulvérulent , tels que de l'oxyde de fer, en minerais frittés ou en nodules puis
on les charge dans le four à cuve 17 au moyen d'un dispositif d'ali-
mentation 18 au sommet du four alternativement avec du coke en mor-
ceaux Les minerais en morceaux sont directement chargés dans le four
à cuve de la même façon que décrit ci-dessus.
L'oxyde de fer est chauffé et réduit pendant qu'il descend dans le four et il fond et tombe à travers le lit garni de coke. De l'oxyde de bore ou de l'acide borique est transféré d'une trémie 19 aux tuyères 20 et introduit dans le four à cuve avec de l'air chaud provenant d'unfour de chauffage 11 ' Lorsque l'énergie thermique dans la portion inférieure du four est insuffisante, des tuyères 21 introduisant uniquement de l'air chaud sont disposées de plus dans l'étage inférieur et l'énergie thermique nécessaire est
fournie La référence 22 désigne un trou de coulée.
La différence entre les-exemples des figures 5 et 6 réside en ce que l'oxyde de fer préalablement réduit est introduit par les tuyères ou de l'oxyde de fer sous forme de morceaux n'ayant
pas été réduit au préalable est introduit par le sommet du four.
Comme source de silice dans les exemples 2 et 3, on emploie le Si O contenu dans la gangue du minerai de fer et dans la cendre du coke, de la silice ou du sable 'siliceux introduits par
le sommet du four à cuve ou par la tuyère dans le four et similaires.
Un exemple de fonctionnement employant le four à cuve ci-dessus est le suivant ( 1) Substance contenant du bore: acide borique Granulométrie: passant au tamis de 75 Fm d'ouverture de maille Quantité chargée dans les tuyères de l'étage supérieur:250 kg/h ( 2) Minerai de fer: minerai fritté Granulométrie 5-10 mm Quantité chargée: 360 kg/h ( 3) Agent réducteur solide coke Granulométrie 20-30 mm Quantité chargée: 820 kg/h ( 4) Quantité d'air insufflée Température de l'air insufflé Nombre de tuyères d'insufflation d'air : 1 700 m 3 normaux/h
: 900 C
Dans chacun des étages supérieur et inférieur: 4 Total: 8 (pour les 4 tuyères 20 de létage supérieur: acide borique) ( 5) Quantité de métal fondu de la série Fe-B-Si-C produite 280 kg/h (B = 34 % atomiques, Si = 15 % atomiques, C = 0,7 % atomique, Fe = complément) (B 10,2 %, Si 11,7 %, C 0,2 % en poids) ( 6) Quantité de laitier évacuée 230 kg/h On indique que le mtal fondu ainsi-obtenu correspond
la zone Il en forme de quadrilatère irrégulier de la figure 2.
Comma précédemment mentionné, des alliages mères amorphes ayant la gaxme de composition correspondant à la zone Il illustrée par la figure 2 peuvent facilement être produits selon l'un quelconque des procédés employant un four électrique, un four
de fusion et de réduction et un haut fourneau.
Par mélange de l'alliage mère amorphe correspondant è la zone II avec de l'acier fondu, on peut produire 'des matières premières amorphes ayant la gamme de-composition indiquée en (l) précédemment sans décarburation, sans addition de silicium et sans
désiliciation comme indiqué dans l'exemple 4 suivant.
Exe 4 On piépare une matière première amorphe à partir d'un alliage mère amorphe comme suit: ( 1) Alliage mère amorphe métal fondu obtenu dans
l'exemple 2
Composition: B = 33% atomiques Si = 17 % atomiques C = 0,8 % atomique (B = 9,9 % en poids, Si = 13,3 % en poids, C = 0,3 % en poids)
( 2) Acier fondu: acier fondu obtenu par affi-
nage de la fonte brute d'un
haut fourneau dans un con-
vertisseur Composition: C = 0,12 % en poids Si 0,1 % en -poids B = O % en poids ( 3) Rapport de mélange Alliage mère amorphe: 800 kg Acier fondu: 1 760 kg ( 4) Matière première amorphe Poids: 2 560 kg Composition: B = 3,1 % en poids Si= 4,2 % en poids C = 0,15 % en poids Lorsqu'on transforme la composition de la matière première amorphe des pourcentages pondéraux en pourcentages atomiques, on obtient B = 13,6 % atomiques, Si= 7,1 % atomiques et C = 0,6 % atomique, ce qui donne: 1/4 < Si (% atomique)/B (% atomique) = 0,52 <i 16 < B (% atomique) + 2/3 Si (% atomique) = 18,3 < 25 et
C (% atomique) = 0,6 < 1.
On voit donc de façon évidente que l'on peut facile-
ment obtenir à partir de l'alliage mère amorphe selon l'invention des matières premières amorphes à faible teneur en carbone ayant une gamme
de composition optimale correspondant à celle indiquée en ( 1).
De plus, lorsqu'on dilue l'alliage mère amorphe avec de l'acier fondu comme décrit dans l'exemple 4 et comme illustré par la figure 7 a, des inclusions peuvent ê'tre produites par l'oxydation de l'aluminium, du titane, du bore, du silicium et similaires par suite
de la présence d'oxygène dissous Ces inclusions provoquent un col-
matage de la buse et l'altération de la formabilité à l'état amorphe
lors de la production de rubaosamorphes à partir de la matière pre-
mière amorphe.
Pour éviter la formation d'inclusions lors de la dilu-
tion de l'alliage mère amorphe avec l'acier fondu, il est efficace d'agiter le métal fondu par insufflation d'argon gazeux ou d'affiner
dans un appareil de dégazage sous vide pour le procédé RH ou le pro-
cédé DH comme illustré par la figure 7 b et comme il ressort de
l'exemple 5 suivant.
253233 O
Exemple 5
On dilue 10 kg d'alliage mère amorphe (Si 12,3 % en poids, B 10,0 % en poids, C 0,32 % en poids, AI soluble 0,32 % en poids, Al insoluble 0,30 % en poids) avec 15 kg d'acier fondu (acier semi-calmé C 0,12 en poids) et on effectue les essais suivants pour obtenir les résultats qui figurent dans le tableau ci-après. Dans l'essai A, on dilue simplement l'alliage mère amorphe avec l'acier fondu, dans l'essai B, on insuffle de l'argon gazeux sous une pression de 0,1 bar pendant la dilution et dans l'essai C, on insuffle de l'oxygène gazeux sous une pression de
0,1 bar pendant la dilution.
TABLEAU
en poids) Esai no B Si C Ai soluble Al insoluble
A 3,8 4,8 0,19 0,06 0,08
B 4,1 5, 1 0,15 0,01 0,01
-C 3,5 4,6 0,06 0,007 O 0,006
Dans l'essai A, la buse se colmate souvent lors de la transformation de la matière première amorphe en ruban amorphe et, également, la formabilité à l'état amorphe est altérée tandis que, dans le cas des essais B et C, il n'y a pas de colmatage de la buse
et la formabilité à l'état amorphe est bonne.
Il ressort de la description précédente que l'inveno
tion présente les avantages suivants 1) On peut facilement et à bon marché produire des
alliages mères amorphes ayant des teneurs élevées en bore et en sili-
cium et une faible teneur en carbone en employant un agent réducteur carboné 2) dans la production de l'alliage mère amorphe, le stade de décarburation de même que le stade d'addition de silice ou de désiliciation sont inutiles, si bien qu'il n'y a pas de diminution du rendement par suite de la décarburation ou de dêsiliciato Ri; et 3) on peut produire les matières premières amorphes par mélange et dilution de l'alliage mère amorphe avec de l'acier fondu, en particulier de l'acier fondu obtenu selon un système de production en masse tel qu'un système haut fourneau-convertisseur, si bien que le coût de production de la matière première amorphe
peut être considérablement réduit.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrit uniquement A titre d'exemples non limitatifs
sans sortir du cadre de l'invention.
253233 '0
Claims (3)
1 Procédé pour produire des alliages mères amorphes
par introduction d'une matière première, d'un-agent réducteur car-
boné et d'une matière secondaire dans un four iélectrique ou un four à cuve comme four de fusion et de réduction ou comme haut fourneau et fusion de ceux-ci pour produire un métal fondu de la série Fe-B-Si, caractérise en ce que les teneurs en bore, en silicium et en fer de ladite matière première, de l'agent réducteur et de la matière secondaire que l'on charge dans ledit four, sont ajustées pour
satisfaire à 0,4 < 3203/Si O 2 ( 2,5 et 0,08 < Si O 2/Fe 203 après con-
version pondérale en chaque oxyde, et le métal fondu obtenu satis-
fait sensiblement a l/4 'Si/B< 1 et B + 2/3 Si> 30 en pourcentages
atomiques -
2, Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le métal fondu obtenu satisfait sensiblement a B + 2/3 Si< 52.
3 Procédé d'emploi d'alliages mères amorphes qui comprend la dilution de l'alliage mère amorphe d'un métal fondu de la série
Fe-B-Si selon l'une des revendications 1 ou 2 D avec de l'acier
fondu affiné séparément pour produire une matière première amorphe satisfaisant aux relations suivantes relatives aux pourcentages atomiques: l/4 <Si/B < l, 16 <B + 2/3 Si< 25, et
C 11.
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|---|---|---|---|
| JP57148787A JPS5938353A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | アモルフアス母合金とその製造法およびアモルフアス母合金の使用法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2532330A1 true FR2532330A1 (fr) | 1984-03-02 |
| FR2532330B1 FR2532330B1 (fr) | 1985-08-23 |
Family
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2598720A1 (fr) * | 1985-09-12 | 1987-11-20 | Westinghouse Electric Corp | Procede pour produire des alliages amorphes fe, si, bo |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4572747A (en) * | 1984-02-02 | 1986-02-25 | Armco Inc. | Method of producing boron alloy |
| US4937043A (en) * | 1984-02-02 | 1990-06-26 | Armco Inc. | Boron alloy |
| US4602950A (en) * | 1985-09-12 | 1986-07-29 | Westinghouse Electric Corp. | Production of ferroboron by the silicon reduction of boric acid |
| US4602948A (en) * | 1985-09-12 | 1986-07-29 | Westinghouse Electric Corp. | Production of an iron-boron-silicon-carbon composition utilizing carbon reduction |
| JPS62287039A (ja) * | 1986-06-05 | 1987-12-12 | Kawasaki Steel Corp | アモルフアス素材の製造方法 |
| US4664703A (en) * | 1986-06-09 | 1987-05-12 | Inland Steel Company | Method for suppressing fuming in molten steel |
| JPH0559483A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-09 | Kawasaki Steel Corp | 商用周波数帯トランス用非晶質合金薄帯の製造方法 |
| KR101053999B1 (ko) | 2008-12-30 | 2011-08-03 | 주식회사 포스코 | 용선을 이용한 비정질 합금의 제조 방법 |
| CN101580903B (zh) * | 2009-06-19 | 2010-12-08 | 钢铁研究总院 | 一种冶炼铁基非晶态母合金的方法 |
| KR101853769B1 (ko) * | 2016-08-29 | 2018-05-02 | 주식회사 포스코 | 합금강 제조방법 |
| CN113528984A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-10-22 | 武汉科技大学 | 一种FeSiPC非晶软磁合金及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB152073A (en) * | 1919-07-02 | 1920-10-04 | Thomas Rouse | Improvements in or relating to the extraction of iron and steel from the ore, and tothe formation of alloys thereof |
| US1381748A (en) * | 1919-09-12 | 1921-06-14 | Rouse Thomas | Manufacture of agglomerates of various materials and their utilization |
| US2778732A (en) * | 1954-10-12 | 1957-01-22 | Union Carbide & Carbon Corp | Boron-containing ferrosilicon |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5929644B2 (ja) * | 1974-12-24 | 1984-07-21 | 東北大学金属材料研究所長 | 高透磁率アモルフアス合金の磁気特性改質方法 |
| GB2023653A (en) * | 1978-04-20 | 1980-01-03 | Gen Electric | Zero Magnetostriction Amorphous Alloys |
| JPS5877509A (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-10 | Kawasaki Steel Corp | Ｆｅ−Ｂ系溶融金属の製造方法 |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP57148787A patent/JPS5938353A/ja active Granted
-
1983
- 1983-08-18 US US06/524,444 patent/US4505745A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-08-23 DE DE3330389A patent/DE3330389C2/de not_active Expired
- 1983-08-26 FR FR8313800A patent/FR2532330B1/fr not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB152073A (en) * | 1919-07-02 | 1920-10-04 | Thomas Rouse | Improvements in or relating to the extraction of iron and steel from the ore, and tothe formation of alloys thereof |
| US1381748A (en) * | 1919-09-12 | 1921-06-14 | Rouse Thomas | Manufacture of agglomerates of various materials and their utilization |
| US2778732A (en) * | 1954-10-12 | 1957-01-22 | Union Carbide & Carbon Corp | Boron-containing ferrosilicon |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2598720A1 (fr) * | 1985-09-12 | 1987-11-20 | Westinghouse Electric Corp | Procede pour produire des alliages amorphes fe, si, bo |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3330389C2 (de) | 1985-09-26 |
| JPS5938353A (ja) | 1984-03-02 |
| FR2532330B1 (fr) | 1985-08-23 |
| DE3330389A1 (de) | 1984-03-08 |
| US4505745A (en) | 1985-03-19 |
| JPH0255499B2 (fr) | 1990-11-27 |
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