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Perfectionnements aux tuyères réfractaires, notamment pour poches de coulée, et procédé de fabrication de ces tuyères.
La présente invention se rapporte aux tuyères réfractaires utilisées dans les poches métalliques à revêtement réfractaire destinées à la coulée des métaux en fusion.
On a construit des tuyères entièrement en argile qui, à l'usage, ont révélé que le métal fondu, passant au travers de l'orifice de la tuyère, avait très f acilement une action érosiv sur la paroi de la tuyère, d'où il est résulté que l'orifice devenait fréquemment trop grand pour permettre la
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coulée efficace du métal.
Pour essayer de pallier à cet inconvénient, on a réalisé une construction de la tuyère en plusieurs parties distinctes en magnésite ou autre constituant plus réfractaire que l'argile, sous la forme soit de tranches, soit de pièces rapportées, quelquefois cimentées dans leur position définitive; ces parties aidant l'argile à résister en quelque mesure à l'érosion ou à mieux jouer son rôle.
Toutefois, en raison du fait que la magnésite et les autres matières employées dans ce but, conduisent rapidement la chaleur, on s'est aperçu qu'elles ont un effet destructeur en produisant le figement ou la solidifica- tion d'une certaine quantité de métal fondu qui, par suite, adhère à la paroi de l'orifice et en réduit les dimensions, empêchant ainsi le passage d'un courant uniforme de métal, en particulier quand la densité du métal fondu diminue au cours de la coulée. De plus, la présence de plusieurs tranches ou parties rapportées dans une tuyère constitue une source de danger parce qu'elles peuvent se fissurer ou se briser et tomber dans le trou de la tuyère en l'engorgeant.
D'autres tentatives d'éviter l'inconvénient précité ont consisté à fabriquer des tuyères en partant d'un mélange d'argile et de graphite dans les proportions approximatives en poids de 25 % de graphite et 75 % d'argile, mais cet inconvénient n'a pas pu être écarté à cause de la présence, à travers ces tuyères, de graphite bon conducteur de la chaleur. Il n'en est pas moins indispensable, en vue d'éviter la combustion complète du graphite, de cuire la tuyère dans une atmosphère réductrice et l'entretien d'une telle atmosphère dans le four de cuisson ou four à briques grève alourdement le prix de revient de pareilles tuyères.
Les perfectionnements faisant l'objet de la présente invention permettent d'obtenir les avantages désirés sans devoir subir les défauts rappelés ci-dessus.
Conformément à la prés-ente invention, on fabrique la
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tuyère en la conformant d'abord à partir d'un mélange plastique d'argile et de graphite ou d'argile et d'une autre matière à base de carbone, à brûler ou cuire ensuite la tuyère au sein d'une atmosphère oxydante dans un fourneau ou,un four à briques, mais en ayant soin d'engendrer une atmosphère réductrice à l'intérieur de l'orifice de la tuyère. Dans le mélange en question, la proportion de graphite ou autre matière à base de carbone ou de composé quelconque de cet élément peut varier de 10 % à 33 1/3 % du poids total.
On crée l'atmosphère réductrice en garnissant l'orifice d'un agent réducteur convenable, en sorte .d'en exclure l'air pendant la cuisson de la tuyère.
L'agent réducteur peut être du poussier de coke, des morceaux de coke, de la houille, de l'anthracite, de l'argile et du coke, une matière carbonifère argileuse ou tout autre agent réducteur approprié. L'utilisation de ces matières comme agents de réduction a pour but d'éliminer l'air de l'orifice de la tuyère et quoique le sable siliceux ne soit pas un agent réducteur, on peut l'utiliser dans l'espace de l'orifice puisqu'il a la propriété d'en chasser l'air.
Les matières à base de carbone autres que le graphite, utilisables en mélange avec l'argile réfractaire-, sont la houille, l'anthracite, la poussière de coke et des morceaux de coke; on peut les ajouter au graphite ou les substituer à ce dernier.
Un procédé particulièrement approprié à la cuisson des tuyères consiste à les placer dans une cuvette ou autre récipient contenant une couche d'agent réducteur, les tuyères ayant une extrémité immergée dans la matière réductrice, tandis que leurs orifices sont aussi remplis ou garnis de cette matière, les extrémités émergées de ces tuyères étant obturées par un couvercle de briques ou par le fond des récipients qui supportent d'autres tuyères dans les dispositions où les tuyères sont empilées les unes sur les autres. On place alors les récipients
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dans un four à briques et l'on y cuit les tuyères dans une atmosphère oxydante.
Par ce procédé, on engendre une atmosphère réductrice à l'intérieur des tuyères et le graphite contenu dans les orifices est retenu aux parois de ceux-ci et à leur périphérie immédiate grâce à l'atmosphère réductrice. Au contraire, le graphite 'brûle contre les parois extérieures des tuyères et à leur voisinage proche, à cause de l'atmosphère oxydante régnant dans le four ou le foyer. On obtient par conséquent une couche d'argile réfractaire et de graphite, ou dtargile et d'une autre matière carbonifère sur la paroi de l'orifice, et autour de celle-ci, et une couche d'argile réfractaire s'étendant de l'orifice à toute la paroi extérieure de chaque tuyère.
Il en résulte que, lors de la coulée du métal en fusion à travers la tuyère, la couche d'argile réfrac- taire, à bas coefficient de conductibilité thermique, met un obstacle à la propagation rapide des calories à travers les parois de l'orifice qui ont un coefficient élevé de conductibilité thermique, en raison de la présence de graphite.
Une tuyère fabriquée d'après le procédé de l'invention se présente comme constituée en une seule pièce dont la paroi intérieure possède une haute résistance à l'érosion et la paroi extérieure, une faible conductibilité calorifique, de sorte que l'on évite une transmission rapide de la chaleur du métal en fusion passant dans la tuyère, et supprime, par suite, la tendance de ce métal à se figer ou se solidifier.
Etant donné que, selon l'invention, les tuyères sont brûlées ou cuites dans l'atmosphère oxydante du fourneau ou four à briques, on récupère une partie notable du coût par rapport à celui des tuyères qui doivent être brûlées ou cuites dans une atmosphère réductrice maintenue dans le four, en vue de retenir le graphite ou autre matière à base de carbone dans la tuyère.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com-
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prendre comment l'invention peut être réalisée, les particu- larités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de celle-ci.
La fig. 1 est une coupe axiale d'une tuyère fabriquée selon l'invention.
La fige 2 montre en élévation et en coupe, à échelle réduite, un empilage de tuyères prêtes pour la cuisson.
La tuyère a est de forme extérieure cylindrique, avec un orifice b en forme d'entonnoir et une extrémité inférieure pro- tubérante c. La fige 2 représente les tuyères avant leur in- troduction dans un fourneau ou un four à briques ; ces tuyères, consistant en un mélange plastique d'argile et de graphite, sont placées dans des cuvettes réfractaires d en position re- tournée, avec leurs extrémités immergées dans une nappe e d'agent réducteur contenu dans les cuvettes. L'orifice b de chaque tuyère est aussi garni d'agent réducteur et obturé par une brique réfractaire f ou par la cuvette d'une tuyère su- perposée, afin d'éviter l'entrée de l'air pendant la cuisson.
La concentration de l'agent réducteur dans l'orifice donne lieu à une atmosphère désoxydante qui empêche la combustion du gra- phite de la tuyère à proximité immédiate du contour de l'ori- fice, mais grâce à l'atmosphère oxydante du fourneau ou du four à briques à laquelle est exposée la paroi extérieure de la tuyère, le graphite y brûle sauf sur la faible épaisseur de paroi qui est immergée dans la couche d'agent réducteur. contenue dans la cuvette.
Il résulte de ce processus que la tuyère se revêt d'une couche intérieure en argile et graphite à peu près de la forme désignée par g, entourée par la couche ou partie constitutive extérieure qui est constituée seulement par de l'argile réfractaire* La couche Intérieure ± d'argile réfractaire et de graphite forme la paroi de l'orifice b qui possède une haute résistance à l'érosion.
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