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pour :Procédé de fabrication de fonte, fer, acier, malléables, tenaaes, invulnérables à l'attaque profonde de la rouille.
L'étude de l'hydrate ferrique formé sur la fbnte, le ter, l'acier immergés dans l'eau a conduit la Société demanderesse à séparer par dialyse l'hydrate léger colloï- dal, jaune or, non rongeant, de l'hydrate cribstalloïde dense de couleur brune perforant rapidement les fers,
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fontes et aciers qui donnent lieu à cette variété d'hydrate très corrosif.
L'examen physique et les essais chimiques des fers expérimentés permirent de classer les différentes formes de corrosion et d'étudier la vitesse de formation de la rouille suivant la répartition des impuretés, oxydes, sco- ries, sulfures, gaz, porosité, écrouissage, et suivant leur densité.
C'est ainsi qu'il fut reconnu que les aciers bruts et les fers élaborés à une époque antérieure aux hauts-fourneaux au coke possédaient indépendamment d'une grande malléabilité et d'une forgeabilité assez bonne malgré une faible teneur en manganèse, une densité élevée et une aptitude à se recouvrir d'un hydrate jaune léger non pénétrant, moins corrosif que celui formé sur des fers récents,plus poreux contenant davantage de soufre, de phosphore, et de densité moindre.
La présente invention a/pour objet un procédé de fabrication de fer, d'acier et de fonte possédant les propriétés primitives signalées ci-dessus, tout en conser- vant les procédés actuels d'élaboration Thomas ou Bessemer Martin basique ou acide, en éliminant les gaz, les impu- retés sulfureuses et phosphoreuses, les inclusions d'oxydes divers, les porosités, les occlusions de gaz carbures de façon à obtenir le maximum de densité et la finesse de grain qui conduit à la grande malléabilité et à la résis- tande de l'attaque profonde dejla rouille.
L'étude des combustibles végétaux primitivement utilisés fit considérer à la Sté demanderesse l'action alcaline des cendres, l'action réductrice de l'eau hygros-
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copique et de constitution des sels alcalins, l'action préservatrice de l'anhydride carbonique.
Le procède objet de l'invention, consiste essentiellement à ajouter au métal en fusion, des produits ou corps tels que des carbonates alcalins et du biborate de soude, engendrant des réactions chimiques violentes, ins- tantanées et simultanées, déterminant : a) la formation instantanée d'un dégagement con- sidérable de vapeur d'eau, b) la création immédiate d'une atmosphère d'acide carbonique, c) la formation d'un laitier protecteur alcalin d'une excessive fusibilité.
Cette addition peut être effectuée de préférence à la poche, mais aussi dans les lingotières. La vapeur pro- duite instantanément détermine un brassage énergique du mé- tal, chassant l'air de la poche ou des lingotières; l'acide carbonique recouvre le métal.
L'apport de l'eau dans le métal en fusion est ob- tenu en utilisant des réactions de pyrogénation, permettant d'introduire sans danger des groupes OH et des oxydes al- calins de la forme K2O, Na2O assurant la solubilisation ra- pide des oxydes de fer et de manganèse et des impuretés telles que les sulfures de fer et de manganèse, les phos- phures, siliciures, et faisant remonter à la surface du métal les matières étrangères favorisant la retassure, la ségrégation, les occlusions gazeuses.
L'atmosphère d'acide carbonique est obtenue par décomposition de carbonates terreux et alcalins, carbonate de chaux, carbonate d'ammoniaque, de potasse et de soude, @
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Ces carbonates sont mélangés en proportions convenables avec les produits hydratés donnant à la fois la vapeur d'eau, par dissociation spontanée de molécules contenant des groupes OR ainsi que de l'eau de constitution.
Ces produite hydratés dérivés de l'acide borique et de ses sels alcalins biborate de soude donnent après volatilisation des oxydriles OH et de l'eau de constitution un tétraborate B4 O7 Na2 et finalement 1'anhydride vitreux B2O3 qi, après avoir entrainé les oxydes métalliques, se sépare en se mélangeant avec les oxydes alcalins produits par la dissociation des carbonates.
Les sels alcalins exercent une action affinante et empêchent une nouvelle oxydation en formant un laitier protecteur bouillant avec le métal, épousant sa forme jus- qu'à solidification.
Le métal traité avec violence et instantanéité est, après décantation à la poche, exempt d'inclusions, de gaz de ségrégation, entièrement désoxydé et donne le maximum de/résistance et d'allongement dans la variété fabriquée.
Les proportions de carbonates alcalins et de biborate de soude varient suivant la nuance des aciers traités. Le pourcentage de biborate de soude hydraté ou fondu augmente avec la teneur en carbone.
Par exemple, pour les aciers extra-doux et doux dont la teneur en carbone croit de 0,03 à 0,08 %, le mé- lange fait dans la proportion de 3/4 de carbonates alca- lins hydratés et 1/4 de biborate de soude hydraté est em- ployé dans la proportion de 1 kg 500 par tonne d'acier de moulage ou coulé en lingotières.
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Pour les autres nuances d'acier dont la teneur en carbone s'élève progressivement de 0,08 à 0,50 %, la proportion reste la morne, mais le mélange arrive à conte- nir progressivement 3/4 de biborate de soude pour 1/4 de carbonates alcalins.
Il est ajoutéau mélange de l'aluminium en mor- ceaux ou de l'aluminium en poudre pour alumino-thermie ou du ferro-aluminium pour calmer le métal après dégazage.
Le métal dégazé, désoxydé,et décanté à la poche, par ce procédé, donne un rendement supérieur de métal sain et un métal amélioré tant au point de vue de son homogé- neité que de ses caractéristiques mécaniques.
Le métal traité à la poche par ce nouveau procédé peut être utilisé directement aux moulages d'acier et de fonte, dont il améliore les conditions de travail, l'aspect final des produits terminés, le rendement du métal sain du lingot, qui est consécutif à ses propriétés nouvelles, à sa plus grande pureté et à la disparition des défauts physiques décelés dans l'acier Martin ou Thomas.
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for: Manufacturing process of cast iron, iron, steel, malleable, tenaaes, invulnerable to the deep attack of rust.
The study of the ferric hydrate formed on the base, the ter, the steel immersed in water has led the Applicant Company to separate by dialysis the light colloidal hydrate, golden yellow, non-gnawing, from the dense cribstalloid hydrate of brown color quickly perforating the irons,
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cast irons and steels which give rise to this variety of very corrosive hydrate.
The physical examination and chemical tests of the irons experimented made it possible to classify the different forms of corrosion and to study the rate of rust formation according to the distribution of impurities, oxides, slag, sulphides, gases, porosity, hardening, and according to their density.
This is how it was recognized that the raw steels and irons produced in an era prior to the coke blast furnaces independently possessed great malleability and fairly good forgeability despite a low manganese content, a density high and an ability to be coated with a light yellow hydrate non-penetrating, less corrosive than that formed on recent irons, more porous containing more sulfur, phosphorus, and lower density.
The present invention relates to a process for manufacturing iron, steel and cast iron having the primitive properties indicated above, while retaining the current Thomas or Bessemer Martin basic or acidic production processes, by eliminating gases, sulphurous and phosphorous impurities, inclusions of various oxides, porosities, occlusions of carbide gases so as to obtain the maximum density and fineness of grain which leads to great malleability and resistance to tand of the deep attack of rust.
The study of the vegetable fuels originally used made the applicant company consider the alkaline action of ashes, the reducing action of hygros- water.
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copic and constitution of alkaline salts, the preservative action of carbon dioxide.
The process which is the subject of the invention consists essentially in adding to the molten metal, products or substances such as alkali metal carbonates and sodium biborate, generating violent, instantaneous and simultaneous chemical reactions, determining: a) the formation instantaneous release of considerable water vapor, b) the immediate creation of an atmosphere of carbonic acid, c) the formation of an excessively fusible alkaline protective slag.
This addition can preferably be carried out in the ladle, but also in the molds. The steam produced instantly determines an energetic stirring of the metal, expelling the air from the ladle or molds; carbonic acid covers the metal.
The contribution of water to the molten metal is obtained by using pyrogenation reactions, allowing the safe introduction of OH groups and alkaline oxides in the form K2O, Na2O ensuring rapid solubilization. oxides of iron and manganese and impurities such as sulphides of iron and manganese, phosphides, silicides, and bringing up to the surface of the metal foreign matter promoting shrinkage, segregation, gas occlusions.
The carbonic acid atmosphere is obtained by decomposition of earthy and alkaline carbonates, carbonate of lime, carbonate of ammonia, potash and soda, @
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These carbonates are mixed in suitable proportions with the hydrated products giving both water vapor, by spontaneous dissociation of molecules containing OR groups as well as water of constitution.
These hydrated products derived from boric acid and its alkali metal biborate sodium biborate give after volatilization of the OH oxydriles and the water of constitution a tetraborate B4 O7 Na2 and finally the vitreous anhydride B2O3 qi, after having entrained the metal oxides , separates by mixing with the alkaline oxides produced by the dissociation of carbonates.
The alkali salts exert a refining action and prevent further oxidation by forming a protective slag boiling with the metal, following its shape until solidification.
The metal treated with violence and instantaneity is, after settling in the ladle, free of inclusions, of segregation gas, completely deoxidized and gives the maximum of / resistance and elongation in the manufactured variety.
The proportions of alkali carbonates and sodium biborate vary according to the grade of the steels treated. The percentage of hydrated or molten sodium biborate increases with the carbon content.
For example, for extra-soft and mild steels whose carbon content increases from 0.03 to 0.08%, the mixture is made in the proportion of 3/4 of hydrated alkaline carbonates and 1/4 of Hydrated sodium biborate is used in the proportion of 1,500 kg per tonne of molding steel or cast into ingots.
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For the other grades of steel, the carbon content of which gradually rises from 0.08 to 0.50%, the proportion remains low, but the mixture progressively manages to contain 3/4 of sodium biborate for 1 / 4 of alkaline carbonates.
It is added to the mixture of aluminum pieces or powdered aluminum for thermal aluminum or ferroaluminum to calm the metal after degassing.
The degassed, deoxidized, ladle-decanted metal by this process gives a higher yield of sound metal and an improved metal both in terms of its homogeneity and its mechanical characteristics.
The ladle-treated metal by this new process can be used directly in steel and cast iron castings, improving the working conditions, the final appearance of finished products, the yield of the sound metal of the ingot, which is subsequent to its new properties, to its greater purity and to the disappearance of the physical defects detected in Martin or Thomas steel.
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