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procédé d'amélioration de l'acier coulé à l'état non apaisé.
Tandis que dans l'acier coulé à l'état apaisé, la partie supérieure du bloc est maintenue à l'état chaud par l'emploi d'une couronne à revêtement pour la tête perdue, en outre par le chauffage de cette tête ou par son recouvrement au moyen de masses calorifuges, comme par exemple de la lunkérite, ce qui constitue une mesure connue et employée depuis longtemps, on a l'habitude, dans le cas de l'acier coulé à l'état non apaisé, par opposition à ceci de rechercher une solidification aussi rapide que possible de l'extrémité supérieure du bloc en plaçant un couvercle en fonte ou en tôle sur l'acier encore liquide lui-même.
On obtient ainsi des têtes de blocs très propres, et l'on croit en même temps avoir créé les conditions les plus favorables pour réduire au minimum les déchets à l'extrémité supérieure du bloc, puisque sans l'emploi d'un couvercle l'acier devenu consistant est refoulé vers le haut
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par les gaz qui s'échappent, en mettant une Il couronne " sur le bloc, tandis que par contre il se forme dans la tête de bloc proprement dite des soufflures correspondantes.
Afin de rendre efficace l'emploi d'un tel couvercle même dans le cas de blocs de grandes sections transversales, on a en outre, notamment aux Etats-Unis, donné à la partie supérieure de la coquille destinée à l'acier non apaisé, la forme d'un goulot de bouteille, de sorte que l'extrémité supérieure du bloc se termine par une section transversale plus petite et se solidi- fiant par conséquent plus rapidement, ce goulot étant immédia- tement fermé par un couvercle de grandeur correspondante, Dans d'autres usines on renonce de nouveau, dans le cas de grands blocs et pour des raisons d'économie, à l'emploi de couvercles, respectivement de coquilles spéciales,
et on abandonne à lui- même l'accroissement du bloc à l'extrémité su périeure. En outre on renonce aussi à une accélération voulue de la solidification de la tête de bloc dans les cas, où par la formation d'une scorie sur la tête de bloc on cherche à obtenir des effets déterminés de nature métallurgique. Ainsi on connaît par exem- ple un procédé pour obtenir, par l'addition de fluorures, no- tamment le spath fluor, au métal liquide dans la coquille, une formation réduite de la couronne de soufflures extérieure , qui entre autre réapparaît par un retassement plus fort de l'acier liquide après la coulée.
On connaît en outre un procé- dé pour soustraire, par la formation d'une scorie acide sur la tête du bloc du métal, remontant et descendant dans la coquille et produit par un procédé basique, une partie des protoxydes de métal qui se séparent pendant la solidification. Comme substances appropriées à teneur en Si O2 Pour ce procédé on a proposé par exemple des scories, du verre, quartz, feldspath, ensuite des mélanges artificiels de Si O2 avec des matières
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alcalines, aloalino-terreuses et autres analogues. Mais il est tout naturel que l'effet d'une telle addition dans la coquille ne peut être que très imparfait à cause du peu de temps dispo- nible.
Mais avant tout, le refoulement vers le haut et vers le bas de l'acier liquide entraîne une partie de cette scorie acide, enrichie de protoxydes de métal, vers le bas à l'inté- rieur du bloc, d'où dans une phase ultérieure de la solidifi- cation elle ne peut plus arriver à la surface. Des essais faits par l'inventeur pour empêcher, par l'emploi de scories à point de fusion spécialement bas et d'un degré de fluidité élevé, ce phénomène de la disparition partielle de la scorie à l'inté - rieur du bloc, n'ont pas permis non plus d'obtenir une amélio- ra'tion décisive.
L'état de la technique avant la présente in- vention peut donc être caractérisé par le fait que dans la cou- lée de l'acier non apaisé la solidification de la, tête de bloc est, soit accélérée comme toujours par l'emploi d'un couvercle, soit abandonnée à elle-même sans aucun traitement spécial, et qu'on n'a pas réussi jusqu'à présent à supprimer, dans ce mode de travail et notamment dans le cas de l'acier Thomas, l'in - convénient économique d'une importance considérable, qui con - siste en ce que la partie supérieure du bloc est criblée jus- qu'à 25 % du poids total du bloc d'éléments, irrégulièrement répartis, de scorie de désoxydation séparés, et que pour cette raison la partie supérieure du bloc doit être éliminée pour tous les usages qui exigent un acier exempt de toutes particu- les microscopiques de scorie.
or, l'inventeur a reconnu, en se basant sur des essais pratiques, que la perte par rayonnement excessivement élevée, que subit l'acier refoulé d'une façon ininterrompue par le gaz qui s'échappe, de l'intérieur du bloc à la surface, est la cause de ce que, dans une phase ultérieure de la solidification, les scories, qui existent encore à l'intérieur du bloc restent dans une zone, qui n'est plus affectée d'une façon appréciable par
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les pertes de chaleur, notamment par rayonnement, mentionnées plus haut. Ce n'est que par suite des précautions - prises en vertu de cette reconnaissance à l'effet de supprimer la perte par rayonnement (spécialement élevée dans le cas de l'acier non apaisé) à l'extrémité supérieure du bloc, qu'on a réussi à obtenir des résultats parfaits.
La forme de réalisation la plus simple est celle d'un couvercle, revêtu de matière ré - fractaire et placé sur une coquille ordinaire après la coulée de l'acier. Dans le cas d'une coulée en source, le couvercle à revêtement réfractaire est mis en place de préférence déjà lors de la coulée.
Comme la perte de chaleur par conductibilité de la paroi de la coquille est, à partir d'une certaine épaisseur de la croûte de solidification, relativement peu importante en com- paraison avec la perte par rayonnement, l'emploi simultané d'une tête perdue ne donnerait que des inconvénients économi- ques. Le garnissage de la surface interne de la coquille ne semble plutôt économique que pour la partie de cette surface qui se trouve au-dessus du bord supérieur du bloc.
La fermeture contre la perte par rayonnement de l'extré- mité supérieure de la, coquille doit avoir une forme telle que les gaz sortant d'abord en très grandes quantités, notamment dans la coulée ordinaire, puissent encore s'échapper libre - ment. Ici une admission d'air modérée à travers une fente peut même être avantageuse, si cette quantité d'air ne sert essen- tiellement qu'à brûler les gaz d'oxyde de carbone et d'hydro- gène qui s'échappent, et que de ce fait elle renforce encore le chauffage initial de la protection contre les pertes par rayonnement.
Mais au fur et à mesure que le développement de gaz diminue, la quantité de l'air froid entrant doit aussi être diminuée, respectivement l'entrée de l'air doit être pratique- ment tout à fait supprimée, sinon l'air non seulement refroi- rait la scorie formée sur le bloc, mais agirait aussi d'une
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façon oxydante sur l'acier qui remonte encore toujours à la surface à côté de la scorie, en augmentant encore ainsi la quantité de protoxyde, existant dans l'acier liquide et qui doit être éliminée autant que possible.
Il est donc préféra- ble de prévoir sur la fermeture servant de protection contre le rayonnement, des ouvertures, qui peuvent être fermées sui- vant les besoins au moyen de petits carreaux en pierre ou de bouchons et qui sont disposées de préférence latéralement, parce que dans ce cas il ne se produit pas de rayonnement direct de la surface supérieure du bloc.
Le dessin annexé montre à la fig.l, dont fig.2 est une vue de dessus, la coupe longitudinale du bloc 1 coulé dans la coquille 2. La coquille est recouverte par un couvercle 3 muni d'un revêtement réfractaire 4. Pour le réglage de la sortie des gaz et l'entrée de l'air et éventuellement en même temps pour l'addition facile de matières formant la scorie, on a prévu dans le couvercle une ouverture latérale 5, qui peut être fermée plus ou moins au moyen d'un carreau en pierre.
Pour renforcer l'effet produit par cette fermeture, on peut encore revêtir la coquille elle-même, sur la paroi interne au- dessus du bord supérieur du bloc, avec un mauvais conducteur de chaleur 6.
La formation additionnelle d'une scorie sur l'acier, qui en vue de l'élimination des protoxydes qui se séparent de l'acier a un caractère acide, est provoquée de préférence en jetant de la scorie de hauts-fourneaux, de la scorie de cubi- lot, du verre, de minerais riches en acide silicique, respec- tivement du sable sur l'acier.
REVENDICATIONS.
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process for improving cast steel in an unstressed state.
While in the cast steel in a quiet state, the upper part of the block is kept hot by the use of a coated crown for the lost head, in addition by heating the head or by its covering by means of heat-insulating masses, such as for example lunkerite, which constitutes a measure known and used for a long time, it is usual, in the case of the steel cast in the non-calmed state, as opposed to this is to seek as rapid a solidification as possible of the upper end of the block by placing a cast iron or sheet cover on the still liquid steel itself.
This results in very clean block heads, and at the same time it is believed to have created the most favorable conditions for minimizing waste at the upper end of the block, since without the use of a cover the steel which has become consistent is forced upwards
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by the gases which escape, by putting a crown "on the block, while on the other hand corresponding blowholes are formed in the block head proper.
In order to make the use of such a cover effective even in the case of blocks of large cross sections, the upper part of the shell intended for non-calmed steel has also been given, in particular in the United States, the shape of a bottle neck, so that the upper end of the block ends with a smaller cross section and therefore solidifies more quickly, this neck being immediately closed by a cover of corresponding size, In other factories, in the case of large blocks and for reasons of economy, the use of lids or special shells, respectively, is renounced.
and the increase of the block at the upper extremity is left to itself. In addition, a desired acceleration of the solidification of the block head is also dispensed with in cases where, by the formation of a slag on the block head, it is sought to obtain specific effects of a metallurgical nature. Thus, for example, a process is known for obtaining, by the addition of fluorides, in particular fluorspar, to the liquid metal in the shell, a reduced formation of the outer ring of blisters, which among other things reappears by a shrinkage. stronger liquid steel after casting.
A process is also known for removing, by the formation of an acid slag on the head of the block from the metal, rising and falling in the shell and produced by a basic process, a part of the metal protoxides which separate during solidification. Suitable substances with Si O2 content For this process, for example slag, glass, quartz, feldspar, then artificial mixtures of Si O2 with materials have been proposed.
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alkaline, aloalino-earth and other analogues. But it is only natural that the effect of such an addition in the shell can only be very imperfect because of the short time available.
But above all, the upward and downward discharge of the liquid steel entrains part of this acid slag, enriched with metal protoxides, downwards inside the block, hence in a phase after solidification, it can no longer reach the surface. Tests made by the inventor to prevent, by the use of slag with a specially low melting point and a high degree of fluidity, this phenomenon of the partial disappearance of the slag inside the block, n 'did not make it possible to obtain a decisive improvement either.
The state of the art prior to the present invention can therefore be characterized by the fact that in the casting of non-quenched steel, the solidification of the block head is either accelerated as always by the use of 'a cover, either left to itself without any special treatment, and which has so far been unsuccessful in removing, in this mode of work and especially in the case of Thomas steel, the in - economic convenience of considerable importance, which consists in that the upper part of the block is screened up to 25% of the total weight of the block of elements, irregularly distributed, of separated deoxidizing slag, and that for this reason the upper part of the block must be eliminated for all uses which require a steel free from all microscopic slag particles.
however, the inventor recognized, on the basis of practical tests, that the excessively high radiation loss suffered by the steel forced uninterruptedly by the gas which escapes from the interior of the block to the surface, is the cause that, in a later phase of solidification, the slag, which still exists inside the block, remains in a zone, which is no longer appreciably affected by
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heat losses, in particular by radiation, mentioned above. It is only as a result of the precautions taken by virtue of this recognition to suppress the radiation loss (especially high in the case of non-quenched steel) at the upper end of the block, that managed to achieve perfect results.
The simplest embodiment is that of a cover, coated with refractory material and placed on an ordinary shell after the steel has been cast. In the case of source casting, the refractory-lined cover is preferably fitted already during the casting.
As the heat loss by conductivity of the shell wall is, from a certain thickness of the solidification crust, relatively small compared to the loss by radiation, the simultaneous use of a lost head would give only economic disadvantages. The lining of the internal surface of the shell only seems rather economical for the part of this surface which is above the upper edge of the block.
The closure against radiation loss of the upper end of the shell should be of such a shape that the gases initially exiting in very large quantities, especially in ordinary casting, can still escape freely. Here a moderate admission of air through a slit may even be advantageous, if this quantity of air is essentially used only to burn the gases of carbon monoxide and hydrogen which escape, and that therefore it further enhances the initial heating of the radiation loss shield.
But as the development of gas decreases, the amount of incoming cold air must also be decreased, respectively the air intake must be practically completely suppressed, otherwise the air not only would cool the slag formed on the block, but would also act as a
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oxidizing way on the steel which still always rises to the surface next to the slag, thus further increasing the quantity of protoxide, existing in the liquid steel and which must be eliminated as much as possible.
It is therefore preferable to provide, on the closure serving as protection against radiation, openings which can be closed as required by means of small stone tiles or plugs and which are preferably arranged laterally, because in this case there is no direct radiation from the upper surface of the block.
The accompanying drawing shows in fig.l, of which fig.2 is a top view, the longitudinal section of the block 1 cast in the shell 2. The shell is covered by a cover 3 provided with a refractory lining 4. For the adjustment of the gas outlet and the air inlet and possibly at the same time for the easy addition of slag-forming materials, there is provided in the cover a side opening 5, which can be more or less closed by means of a stone tile.
To reinforce the effect produced by this closure, the shell itself can be further coated, on the internal wall above the upper edge of the block, with a poor heat conductor 6.
The additional formation of a slag on the steel, which for the purpose of eliminating the protoxides which separate from the steel has an acidic character, is caused preferably by throwing in blast furnace slag, slag cubilot, glass, ores rich in silicic acid, respectively sand on steel.
CLAIMS.
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