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Perfectionnements aux procédés et appareils pour l'affinage des métaux.
La présente invention concerne un procédé et un appareil pour le traitement de métaux, en particulier du cuivre, comportant le traitement du métal à partir d'un moment avant lequel ou pendant lequel il est fondu jusqu'à ce qu'il soit solidifié et elle a notamment pour but de fournir des perfectionnements à l'invention du brevet 388.310 du 4 mai 1932.
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Dans les opérations conduites conformément aux inven- tions de ce brevet, on produisait un métal qui, au point de vue de l'absence -d'oxygène et d'autres contaminations, de l'ab- sence de porosité et de l'uniformité de qualités élevées, était nettement supérieur à tout métal analogue eonnu antérieurement.
Il y avait un grand nombre de facteurs qui contribuaient à ce succès. Tous ces facteurs étaient d'importance critique et semblaient avoir été fortuitement combinés pour produire les résultats désirés. On trouvait qu'une variation importante de l'un quelconque de ces différents facteurs avait des effets sérieux sur la qualité du produit.
Les présents inventeurs sont parvenus à déterminer l'importance relative de ces différents facteurs et à les ré- duire à des limites pratiques grâce auxquelles le produit dé- siré peut *être obtenu avec un contrôle plus exact, qui permet la mise en fonctionnement de l'installation par des opérateurs moins expérimentés. Ils sont parvenus également à introduire certains facteurs nouveaux qui ont accéléré la production et donné un perfectionnement supplémentaire marqué du produit.
Suivant la présente invention, on a découvert que lors- que du gaz de gazogène au charbon de bois, qui comprend de l'o- xyde de carbone (CO), de l'acide carbonique (CO2) et de l'azote (N), est employé pour protéger le cuivre, il doit contenir plus de 10% de CO et moins de 15% de CO2 et de préférence 20% ou plus de CO et-5% ou moins de CO2. Un'semblable gaz peut 'être obtenu au moyen d'un gazogène fonctionnant à environ 9100 avec une qualité pure de charbon de bois. Si le gaz contient trop de CO2, H2 ou H2O, les pièces coulées résultantes ne sont pas
2 2 2 convenables. La présence de quantités excessives de CO2 est évitée par le fait qu'on maintient une couche épaisse de char- bon incandescent dans le gazogène et qu'on limite la quantité d'air fournie à celui-ci.
H2 et H20 sont sensiblement éliminés
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par le séchage de l'air entrant avant son arrivée dans le gazogène, Il peut également être désirable dans certaines conditions de faire passer le gaz protecteur venant du gazogène sur un agent de séchage avant de l'envoyer à la hotte et aux moules.
On a découvert que la température de coulée pour le cuivre ne doit pas dépasser 1140 C. Au-dessus de cette température, le métal retient trop de gaz pour permettre qu'il soit mis en liberté entièrement pendant la solidifcation .
La température préférée est 1125 C ou moins, mesurée à l'intérieur du récipient de coulée à proximité du point de coulée. On a découvert qu'un courant plus uniforme peut être fourni à partir du bain lorsqu'on fait la coudée à travers un dispositif en forme d'entonnoir dans la masse intermédiaire peu profonde et de la dans le moule. Ceci produit un écoulement plus tranquille et mieux réglé de métal dans lamasse peu profonde et maméliore d'une manière analogue le courant dans le dispositif récepteur ; celà procure également une masse supplémentaire peut profonde pour provoquer la libération de¯gaz entraînés ou dissous.
On a trouvé que seule une masse peu profonde de métal fondu peut être autorisée en toute sécurité à exister dans les moules pendant la coulée st l'on veut obtenir de bonnes pièces coulées. Une masse profonde de métal fondu tend à emprisonner des gaz et à provoquer la porosité, On a trouvé que la vitesse de refroidissement ou de solidification dans les moules est un élément extrêmement important pour la production de pièces coulées de qualité supérieure.
Cette vitesse est déterminée par l'interrelation d'un certain nombre de facteurs différents parmi lesquels on peut citer :
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1. La température de coulée, qui a déjà été discutée
2. La vitesse de coulée,
3. La nature de la matière d'enduit des moles.
4. La température initiale des moules.
5. La température et la vitesse de circulation du fluide de refroidissement pour 'les moules.
On a trouvé que la qualité de formes de cuivre moulées est améliorée, en particulier pour ce qui concerne la densité, par le réglage de la dimension du courant de coulée de façon qu'un moule soit rempli de métal à une vitesse comprise entre 25 et 160 livres par minute, de préférence environ 70 livres par minute. Bien que le courant puisse *être passablement bien réglé par variation de sa profondeur au-dessus du goulot de coulée d'une poche de coulée ou d'un autre dispositif analogue, on préfère limiter sa dimension positivement en versant à travers un trou de section transversale appropriée. Par exemple pour couler à la vitesse minima mentionnée ci-dessus, on utilise un trou de 1/4" de diamètre et pour couler à la vitesse préférée, on emploie une ouverture de 3/8" de diamètre.
La hauteur de métal au-dessus du trou de coulée a évidemment une importance pour la vitesse, mais on a trouvé que des variations relativement grandes de hauteur de charge,(en pouces) provoquent une variation relativement petite dans la vitesse d'écoulement du courant.
Dans la pratique ordinaire la vitesse de coulée est modifiée pour des formes de dimensions différentes, mais la vitesse préférée de 70 livres s'est montrée la meilleure pour toutes les dimensions de billettes qui ont jusqu'à présent été coulées sous la surveillance des présents inventeurs, savoir de 2 1/2" de diamètre jusqu'à 7 1/2" de diamètre. Bien qu'elle puisse être rendue un peu plus grande pour des billettes carrées que pour des billettes rondes, la vitesse donnée produirait de bon-
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nes billettès dans l'une ou l'autre forme. On a trouvé que lorsqu'un plus grand trou était employé, par exemple de 3/4" de diamètre pour une plus grande vitesse de coulée, les billettes étaient susceptibles de contenir des craquelures et des défauts.
L'enduit de moule qui a été trouvé satisfaisant pour couler du 'cuivre traité suivant le présent procédé est une suspension de noir d'os et de cendres d'os dans l'eau. Il doit y avoir une certaine épaisseur de matière sur les surfaces du moule pour empêcher les billettes de coller. De plus, les autres conditions étant les marnes, si l'enduit est trop mince, la vitesse de refroidissement et de solidification est trop rapide pour permettre l'échappement de gaz produits pendant la solidification, et les billettes résultantes sont poreuses.
On a trouvé que le poids spécifique de l'enduit de môme doit être maintenu entre 12 et 22 Beaumé, de préférence de 15 à 20 Bé, pour avoir la quantité convenable de matière en suspension pour produire une couche de l'épaisseur voulue. En dessous de ces limites, on trouve fréquemment des trous de gaz près de la surface de la pièce coulée; au-dessus de ces limites, l'enduit tend à devenir rugueux et inégal, ce qui a pour résultat que la surface de la pièce coulée n'est pas lisse. L'eau de l'enduit de moule est complètement évaporée par exemple au moyen de chaleur résiduelle du moule, avant que du métal soit coulé dans le moule.
La température initiale des moules est maintenue entre 90 et 115 , de préférence entre 105 et 1100 C, au moyen d'un fluide de refroidissement qui est mis en circulation suffisamment rapidement pour maintenir les moules dans ces limites de température pendant la coulée. La conductibilité thermique de la matière de revêtement du moule a une importance considérable. Des moules de cuivre ont donné de bons résultats pour conter du cuivre de rosette, mais lorsqu'on les a essayés pour du cuivre exempt d'oxygène, ils m'ont pas été trouvés sa-
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tisfaisants.
On a trouvé que des moules à revêtement d'acier sont satisfaisants. il semble que les moules de cuivre extraient la chaleur des surfaces extérieures de la billette tellement rapidement que les portions intérieures n'avaient pas le temps d'expulser les gaz et de devenir convenablement traitées. En tous cas, les pièces coulées faites avec des moules de cuivre étaient poreuses et non satisfaisantes, tandis que de bonnes pièces coulées ont été faites avec des moules d'acier.
Le métal est de préférence coulé dans des moules profonds verticaux, vu que le métal dans ceux-ci a moins de surface exposée à 'protéger et que la forme favorise la solidification graduelle du métal depuisle fond vers le haut de sorte que les gaz et autres impuretés peuvent 'être expulsés lorsque le métal se solidifie. Le métal doit tomber convenablement dans ces moules car s'il frappe les cotés, il provoque habituellement des craquelures et des "prises à froid" dans les pièces coulées. Il va de soi que le trou de coulée doit être aligné verticalement et convenablement centré au-dessus des moules pour la coulée convenable, mais on a trouvé que lalongueur du trou affecte fortement la cohésion du courant de coulée.
Si l'on suppose une hauteur de charge de 1 à 3 pouces de cuivre audessus du trou et la dimension de trou préféréede 3/8" de diamètre, la longueur du trou de coulée est de préférence de 2 à 4 pouces. Si des trous plus longs que 4 pouces sont employés, le métal tend à faire prise dans ceux-ci, s'ils sont plus courts que 2 pouces, lemétal tend à tourbillonner et à frapper les eûtes du moule.
Un appareil suivant la présente inventinn et convenant pour sa mise en pratique est représenté aux dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 est une coupe verticale schématique d'une installation pour traiter et couler du cuivre.
La fig. 2 est une vue en plan correspondante.
La fig. 3 est une coupe à plus grande échelle du
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mécanisme pour couler le métal.
La fig. 4 est une coupe analogue d'un appareil pour couler simultanément le métal dans plusieurs moules.
La fig. 5 est une coupe horizontale par la ligne 5-5 de la fige 4. un bain de métal fondu M est maintenu dans un récipient de coulée 10. Pour plus de. simplicité, on supposera que le métal est du cuivre. il peut être obtenu par le chargement de métal solide, par exemple des cathodes de cuivre, dans le récipient si des moyens sont prévus po-ur chauffer le métal. Le moyen de chauffage est représenté sous la forme d'éléments de chauffage électriques à induction 11, disposés de chaque c8té du récipient. D'autres types de fours électriques peuvent évidemment être employés. La chaleur électrique est avantageuse et préférée vu qu'elle ne contamine le métal en aucune manière.
Si on le désife le métal peut être chargé à l'état fondu dans le récipient de coulée, le métal étant obtenu au moyen d'un four électrique ou d'un four à combustible si des précautions convenables sont prises pour débarrasser le métal ou le maintenir exempt d'impuretés autres que l'oxygène. Par exemple le méal reçu peut 'être à l'état oxyde vu que le traitement est destiné à enlever les oxydes ; mais il ne doit pas contenir des quantités nuisibles d'autres impuretés parce que le traitement n'est pas destiné à enlever celles-ci.
Le métal dans le récipient de coulée est complètement mis à l'abri de l'air. Si le métal est exempt d'oxygène ,.:il peut être protégé par un milieu inerte ou par un milieu qui est désoxydant de nature, de préférence ce dernier milieu vu que cela assure l'enlèvement de l'oxygène s'il a accès par inadvertance. Si le métal contient de l'oxygène au début, seul le milieu désoxydant peut être employé, un enveloppement complet pour le récipient empêche l'accès de l'air mais de préférence
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l'enveloppement contient un agent inerte ou désoxydant. Dans celui-ci une couverture profonde (environ 12 pouces) d'un car- bone C de qualité pure est maintenue sur le métal.
Ceci seul empêche l'accès de l'air au métal parce que tout air qui pénè- tre à la surface supérieure du carbone est transformé en oxyde de carbone inoffensif avant qu'il atteigne le métal. Même lors- que le carbone est employé, l'enveloppement complet est avan- tageux parce qu'il empêche la consommation trop rapide de car- bone et contribue à enfermer le gaz à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Le gaz peut être produitcdans le récipient ou être introduit de l'extérieur.
Le métal est coulé du récipient de coulée de façon à attein- dre finalement un dispositif de solidification, ici un moule 12, dans l'état désiré de grande pureté. il est séparé @ de la couv ertur e de carbone par la coulée par en-dessous de celle-ci, le carbone étant retenu par un écumeur 13 ou un autre moyen Le métal doit être coulé à une température très uniforme. approprié./Ceci est obtenu au moyen d'un pyromètre 14 immerge dans le métal près du peint de coulée et par un mécanismes ap- proprié 15 associé à celui-ci pour régler la chaleur apportée au récipient.
La méthode préférée pour protéger le métal depuis le ré- cipient de coulée jusqu'au dispositif réceptear consiste à l' en- fermer dans un enveloppement ou une hotte 16 dans lequel est également enfermé un gaz non oxydant à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Le gaz préféré est un gaz qui est réarment désoxydant et qui brûle à l'air avec une flamme visi- ble. Ceci fournit une plus grande certitude que la protection désirée est obtenue.
Le gaz peut être fourni à la hotte par un tuyau en venant d'un gazogène ou générateur de gaz 17. Le gaz est fourni en excès de telle façon que lomqu'un des moules de la série de moules 12 est arrêté' en-dessous de la hotte et relié à celle- ci, le gaz venant de la hotte peut s'écouler à travers le
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moule lorsque l'enveloppement 19 est ouvert et brûler au fond, ce qui indique que le moule a été débarrassé de tout air.
Les moules sont refroidis par un fluide approprié fourni par des tuyaux 20 portés par la roue 21 sur laquelle les moules sont montés. Les revêtements des moules sont, comme on l'a. fait remarquer ci-dessus, faits de préférence en acier lorsqu'on doit couler du cuivre exempt d'oxygène.
Le métal venant du four de coulée est de préférence maintenu dans un filtre 22 au-dessus des moules pour l'élimination des gaz et pour diriger le métal dans les moules. Une hauteur de charge de 1 à 3 pouces de métal est maintenue dans le filtre et le métal s'écoule à travers un trou 23 dans le fond du filtre. Dans certains cas, spécialement lorsqu'on coule dans plusieurs moules simultanément, comme le montrent les fig.
4 et 5, un entonnoir 24 est placé justeau-dessus du filtre avec son ouverture de fond 25 à éga.le distance des trous du filtre et située à environ 1 pouce au-dessus du fond du filtre. Ceci procure une autre masse de métal pour l'élimination des gaz du métal et sert à rendre calme l'écoulement du métal vers les trous du filtre, de sorte que l'écoulement du métal vers les moules est tendu régulier ou uniforme.
Si c'est nécessaire ou désiré, le métal dans le filtre ou au goulot est chauffé pour l'empêcher de se solidifier, par exemple par des appareils de chauffage à résistance électrique 26,27.
Après qu'un moule rempli quitte la région de la hotte, le métal dans le moule,s'il n'est pas encore solidifié, est protégé positivement du contact. de l'air. Ceci peut 'être fait avantageusement par recouvrement du métal au moyen de carbone finement divisé ou d'une autre substance appropriée.
Avant que le métal soit coulé dans les moules, ceux-ci sont enduits d'une substance appropriée comme on l'a décrit cidessus. @
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Les procédés et les dispositifs décrits ci-dessus sont capables de produire des formes métalliques coulées de la meilleure qualité. Au point de vue de l'absence d'oxygène et d'autres impuretés, y compris les résidus solides d'agents désoxydants et de produits de réaction de ceux-ci, les inven- tions du présent brevet, pour ce qui concerne les procédés et les appareils, se sont montrées complètement propres à produire une qualité supérieure de métal. Les pièces coulées faites conformément à ces inventinns se distinguaient également par le degré de perfection mécanique qu'aies atteignaient.
La présente invention comprend des perfectionnements ou des améliorations SIX procédés de travail particulièrement pour ce qui concerne les caractéristiques de réglage, dont l'inter-relation et l'importance relative ont été indiquées dans la description qui précède. Par suite de l'application de la présente invention, la densité des formes coulées a été améliorée, les pailles extérieures et intérieures de toutes natures ont été plus complètement éliminées, et le degré d'uniformité avec lequel ces résultats sont obtenus a atteint le point où une production défectueuse est presque inconnue.
Revendications.
------------------------ 1.- une variante du procédé d'affinage et de coulée de métaux décrit et revendiqué au brevet n 388.310 caractérisée en ce qu'on coule le métal fondu dans le moule à la vitesse de 25 à 160 livres par minute.
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Improvements in processes and apparatus for refining metals.
The present invention relates to a method and apparatus for the treatment of metals, in particular copper, comprising treating the metal from a time before or during which it is melted until it is solidified and it aims in particular to provide improvements to the invention of patent 388,310 of May 4, 1932.
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In the operations carried out in accordance with the inventions of this patent, a metal was produced which, from the standpoint of the absence of oxygen and other contaminations, of the absence of porosity and of the uniformity. of high quality, was clearly superior to any analogous metal previously known.
There were a number of factors that contributed to this success. All of these factors were critical and seemed to have been accidentally combined to produce the desired results. It was found that a large variation in any of these different factors had serious effects on the quality of the product.
The present inventors have succeeded in determining the relative importance of these different factors and in reducing them to practical limits whereby the desired product can be obtained with more exact control, which allows the operation of the machine. installation by less experienced operators. They also succeeded in introducing certain new factors which accelerated production and gave a marked further improvement of the product.
In accordance with the present invention, it has been discovered that when charcoal gasifier gas, which comprises carbon oxide (CO), carbonic acid (CO2) and nitrogen (N ), is used to protect copper, it should contain more than 10% CO and less than 15% CO2 and preferably 20% or more CO and -5% or less CO2. A similar gas can be obtained by using a gasifier operating at about 9100 with pure charcoal grade. If the gas contains too much CO2, H2 or H2O, the resulting castings are not
2 2 2 suitable. The presence of excessive amounts of CO 2 is avoided by maintaining a thick layer of incandescent carbon in the gasifier and limiting the amount of air supplied to it.
H2 and H20 are significantly eliminated
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By drying the incoming air before it enters the gasifier, it may also be desirable under certain conditions to pass the protective gas from the gasifier over a drying agent before sending it to the hood and molds.
It has been found that the casting temperature for copper should not exceed 1140 C. Above this temperature, the metal retains too much gas to allow it to be fully released during solidification.
The preferred temperature is 1125 C or less, measured inside the pouring vessel near the pour point. It has been found that a more uniform current can be provided from the bath when bending through a funnel-shaped device into the shallow intermediate mass and into the mold. This produces a quieter and better regulated flow of metal in the shallow mass and similarly improves the current in the receiving device; it also provides additional mass that may be deep to cause the release of entrained or dissolved gases.
It has been found that only a shallow mass of molten metal can be safely allowed to exist in the molds during casting and good castings are desired. A deep mass of molten metal tends to trap gases and cause porosity. The rate of cooling or solidification in molds has been found to be extremely important in the production of high quality castings.
This speed is determined by the interrelation of a number of different factors, among which we can mention:
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1. The casting temperature, which has already been discussed
2. The casting speed,
3. The nature of the mole coating material.
4. The initial temperature of the molds.
5. The temperature and rate of circulation of the cooling fluid for the molds.
It has been found that the quality of cast copper shapes is improved, particularly with regard to density, by adjusting the size of the casting stream so that a mold is filled with metal at a rate of between 25 and 160 pounds per minute, preferably about 70 pounds per minute. Although the current can be fairly well controlled by varying its depth above the pouring neck of a ladle or other similar device, it is preferred to limit its size positively by pouring through a section hole. appropriate transverse. For example, for casting at the minimum speed mentioned above, a 1/4 "diameter hole is used and for casting at the preferred speed, a 3/8" diameter opening is used.
The height of metal above the taphole is obviously of importance for speed, but it has been found that relatively large variations in load height, (in inches) cause a relatively small variation in the flow rate of the current. .
In ordinary practice the casting speed is changed for shapes of different sizes, but the preferred speed of 70 pounds has been shown to be the best for all sizes of billets which have heretofore been cast under the supervision of the present inventors. , namely from 2 1/2 "in diameter up to 7 1/2" in diameter. Although it could be made a little larger for square billets than for round billets, the given speed would produce good-
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nes tickets in one or the other form. It has been found that when a larger hole is employed, eg, 3/4 "in diameter for higher casting speed, the billets are susceptible to cracks and defects.
The mold plaster which has been found satisfactory for casting copper treated by the present process is a suspension of bone black and bone ash in water. There must be a certain thickness of material on the mold surfaces to prevent the billets from sticking. In addition, the other conditions being marl, if the coating is too thin, the rate of cooling and solidification is too fast to allow the escape of gases produced during solidification, and the resulting billets are porous.
It has been found that the specific gravity of the mome coating should be maintained between 12 and 22 Beaumé, preferably 15 to 20 Bé, in order to have the proper amount of suspended material to produce a layer of the desired thickness. Below these limits, gas holes are frequently found near the surface of the casting; Above these limits, the coating tends to become rough and uneven, resulting in the surface of the casting being not smooth. The water in the mold plaster is completely evaporated, for example by means of residual heat from the mold, before metal is poured into the mold.
The initial temperature of the molds is maintained between 90 and 115, preferably between 105 and 1100 C, by means of a cooling fluid which is circulated sufficiently rapidly to keep the molds within these temperature limits during casting. The thermal conductivity of the mold coating material is of considerable importance. Copper molds have given good results for counting rosette copper, but when tested for oxygen-free copper they have not been found to be safe.
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satisfactory.
Steel coated molds have been found to be satisfactory. it appears that the copper molds extract heat from the exterior surfaces of the billet so quickly that the interior portions did not have time to expel the gases and become properly processed. In any event, castings made with copper molds were porous and unsatisfactory, while good castings were made with steel molds.
The metal is preferably cast in deep vertical molds, as the metal therein has less exposed surface to protect and the shape promotes the gradual solidification of the metal from the bottom up so that gases and the like. impurities can be expelled when the metal solidifies. The metal must fall properly into these molds because if it hits the sides it usually causes cracks and "cold sets" in the castings. It goes without saying that the taphole must be vertically aligned and properly centered above the molds for proper casting, but the length of the hole has been found to strongly affect the cohesion of the casting stream.
Assuming a charge height of 1 to 3 inches of copper above the hole and the preferred hole size of 3/8 "in diameter, the taphole length is preferably 2 to 4 inches. longer than 4 inches are used the metal tends to grip therein, if they are shorter than 2 inches the metal tends to swirl and strike the edges of the mold.
An apparatus according to the present invention and suitable for its practice is shown in the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is a schematic vertical section of an installation for treating and casting copper.
Fig. 2 is a corresponding plan view.
Fig. 3 is a section on a larger scale of the
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mechanism for casting metal.
Fig. 4 is a similar section of an apparatus for simultaneously casting metal into several molds.
Fig. 5 is a horizontal section through line 5-5 of fig 4. A bath of molten metal M is held in a casting vessel 10. For more than. simplicity, we will assume that the metal is copper. it can be achieved by charging solid metal, for example copper cathodes, into the vessel if means are provided to heat the metal. The heating means is shown in the form of electric induction heating elements 11, arranged on each side of the vessel. Other types of electric ovens can obviously be used. Electric heat is advantageous and preferred since it does not contaminate the metal in any way.
If desifilled the metal can be charged in a molten state into the casting vessel, the metal being obtained by means of an electric furnace or a fuel furnace if suitable precautions are taken to remove the metal or the material. keep free of impurities other than oxygen. For example the received metal can 'be in the oxide state since the treatment is intended to remove the oxides; but it should not contain deleterious amounts of other impurities because the treatment is not intended to remove these.
The metal in the casting vessel is completely shielded from the air. If the metal is free of oxygen,.: It can be protected by an inert medium or by a medium which is deoxidizing in nature, preferably the latter medium since this ensures the removal of oxygen if it has access inadvertently. If the metal contains oxygen at the start, only the deoxidizing medium can be used, a complete enclosure for the container prevents the access of air but preferably
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the wrap contains an inert or deoxidizing agent. In this a deep blanket (about 12 inches) of pure grade C carbon is held over the metal.
This alone prevents the access of air to the metal because any air that penetrates the upper surface of the carbon is transformed into harmless carbon monoxide before it reaches the metal. Even when carbon is used, the full wrap is advantageous because it prevents the too rapid consumption of carbon and helps to trap the gas at a pressure above atmospheric pressure. The gas can be produced in the container or can be introduced from outside.
The metal is poured from the casting vessel so as to finally reach a solidifying device, here a mold 12, in the desired state of high purity. it is separated from the carbon cover by the casting from below it, the carbon being retained by a skimmer 13 or other means. The metal should be cast at a very uniform temperature. This is achieved by means of a pyrometer 14 immersed in the metal near the casting paint and by a suitable mechanism 15 associated therewith for controlling the heat supplied to the vessel.
The preferred method of protecting the metal from the casting vessel to the receiving device is to enclose it in a casing or hood 16 in which is also enclosed a non-oxidizing gas at a pressure above atmospheric pressure. . The preferred gas is a gas which is rearmingly deoxidizing and burns in air with a visible flame. This provides greater certainty that the desired protection is obtained.
Gas can be supplied to the hood through a pipe from a gasifier or gas generator 17. The gas is supplied in excess so that one of the molds of the series of molds 12 is shut down below. hood and connected to it, gas from the hood can flow through the
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mold when the wrap 19 is opened and burn to the bottom, indicating that the mold has been cleared of all air.
The molds are cooled by a suitable fluid supplied by pipes 20 carried by the wheel 21 on which the molds are mounted. The coatings of the molds are, as we have. noted above, preferably made of steel when oxygen-free copper is to be cast.
The metal from the casting furnace is preferably held in a filter 22 above the molds for gas removal and to direct the metal into the molds. A charge height of 1 to 3 inches of metal is maintained in the filter and the metal flows through a hole 23 in the bottom of the filter. In some cases, especially when pouring into several molds simultaneously, as shown in fig.
4 and 5, a funnel 24 is placed just above the filter with its bottom opening 25 equal to the distance of the filter holes and located about 1 inch above the bottom of the filter. This provides a further mass of metal for removing gases from the metal and serves to calm the flow of metal to the filter holes, so that the flow of metal to the molds is tense even or uniform.
If necessary or desired, the metal in the filter or at the neck is heated to prevent it from solidifying, for example by electric resistance heaters 26,27.
After a filled mold leaves the hood region, the metal in the mold, if not yet solidified, is positively protected from contact. air. This can advantageously be done by covering the metal with finely divided carbon or other suitable substance.
Before the metal is poured into the molds, these are coated with a suitable substance as described above. @
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The methods and devices described above are capable of producing the best quality cast metal shapes. From the viewpoint of freedom from oxygen and other impurities, including solid residues of deoxidizing agents and reaction products thereof, the inventions of the present patent, as regards the processes and the appliances, have been shown to be completely suitable for producing a superior quality of metal. The castings made in accordance with these inventories were also distinguished by the degree of mechanical perfection attained.
The present invention includes improvements or improvements in SIX working methods particularly with regard to the adjustment characteristics, the interrelation and relative importance of which have been indicated in the preceding description. As a result of the application of the present invention, the density of the cast shapes has been improved, outer and inner straws of all kinds have been more completely eliminated, and the degree of uniformity with which these results are obtained has reached the point. where faulty production is almost unknown.
Claims.
------------------------ 1.- a variant of the process for refining and casting metals described and claimed in patent n 388.310 characterized in that The molten metal is poured into the mold at the rate of 25 to 160 pounds per minute.