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PROCEDE PERFECTIONNE POUR LA FABRICATION DE FONTE DE MOULAGEo
Cette invention est relative à un procédé perfectionné pour la fabrication de fonte de moulage et elle concerne plus particulièrement l'emploi dans ce procèdes d'alliages de silicium et de zirconium de préférence sous forme de briquetteso
Il est de pratique courante dans la fabrication dobjets en fonte de moulage obtenus par fusion d'une charge de gueuses de fonte et/ou de mitrailles, d9ajouter à cette charge ou dans une poche contenant du fer en fusion, des briquettes contenant du silicium comme agent de graphitageo Habituellement,
ces briquettes sont préparées de manière que chacune d'elles contienne un poids fixe ou prédéterminé de silicium.'On a maintenant découvert qu9on peut obtenir des objet en fonte de moulage ayant de meilleures caracté- ristiques physiques et de coulée en remplaçant par du zirconium une partie du silicium normalement présent dans les briquettes.
Suivant la présente invention, dans un procédé perfectionné pour la fabrication d'objets en fonte de moulage par fusion d'une charge de gueuses de fonte et/ou de mitrailles on ajoute à cette charge ou au métal fondu un alliage broyé.. de préférence sous forme de briquettes, comprenant entre 35 et 60% de silicium et 4 à 10% de zirconium en poids,, le restant étant en substance du fero On ajoute de préférence les briquettes à la charge ou au métal fondu en quantité suffisante pour avoir au moins 0.018% en poids de zirconium dans 190bjet coulé.
La composition des briquettes est telle que le zirconium rem- place de préférence entre 6 et 20% en poids du silicium normalement présent dans les briquettes conventionnelles.
En générais un alliage contenant de 5 à 8% de zirconium et de 40 à 45% en poids de silicium,, respectivement,, le restant étant du fer, est particulièrement favorable.
Le procédé suivant la présente invention a été essayé dans des
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conditions réelles de fonderie.,, ce qui permet d'établir une comparaison en- tre ce procédé et la pratique standard utilisant des briquettes contenant environ deux livres (0,9 kg) de silicium., Dans les essais comparatif Sa la charge du cubilot contenait
560 kg (11 cwt.) de mitrailles mélangées
254 kg (5 cwt.) de gueuses de fonte
12 briquettes
Dans les essais effectués suivant la pratique standard,, les douze briquettes introduisaient environ 133% en poids de silicium dans la charge.
Dans les essais effectués en utilisant des briquettes dans lesquelles une partie du silicium de la briquette standard étant remplacée par du zir- conium. ces briquettes introduisaient dans la charge environ 1.17% de sili- cium et environ 0,16% de zirconium en poids, respectivement.
Les essais comparatifs ont indiqué que l'emploi de briquettes de silicium-zirconium assure une amélioration notable de la fluidité du fer.
Au cours dressais réels de fluidité on ne pouvait pas atteindre plus de dou- ze points dans l'essai à l'anneau avec la pratique standard tandis qu'avec le procédé de l'invention on a pu atteindre dix sept dans l'essai à l'anneau.
En outre, la présence de zirconium dans l'objet coulé en quantité dépassant 0.018% tend aussi à réduire les effets néfastes du refroidissement par le moule,, à réduire la porosité et à rendre la fonte mieux usinable.
L'examen microscopique de la fonte obtenue par le procédé de cette invention indique que l'effet des additions de zirconium sur la distribution du graphite est celui d'un inoculant qui réduit la tendance du graphite à for- mer des rosaces avec des centres de graphite eutectoïde et favorise la produc- tion de flocons plus développés.
Deux autres caractéristiques importantes de l'addition de zir- conium sont en premier lieu la réduction de la tendance du fer fondu à trop se refroidir et en second lieu l'amélioration de la distribution des phosphu- res dans le fera. Dans les fontes non traitées par des additions de zirconium on a observé un réseau très marqué de groupes de phosphures autour des cellu- les d'eutectique graphite-austénite tandis que dans les pièces coulées sui- vant la présente invention ces groupes de phosphures sont substantiellement sinon complètement brisés. On a aussi observé que ces groupes de phosphures ont tendance à se concentrer au milieu de la section de la fonte, réduisant ainsi la concentration de phosphures dans les zones voisines de l'extérieur de la section.
Ceci est une caractéristique importante car non seulement elle donne une concentration des phosphures dans une zone où ils sont moins nuisi- bles mais aussi elle rend la surfaee plus facilement traitable ultérieurement par usinage ou revêtement.
REVENDICATIONS.- la Procédé perfectionné pour la fabrication de fonte de moula- ge par fusion d'une charge de gueuses de fonte et/ou de mitrailles, caracté- risé en ce qu'on ajoute à la charge ou au métal fondu un alliage broyé, de préférence sous forme de briquettes,, cet alliage comprenant entre 35 et 60% en poids de silicium et entre 4 et 10% en poids de zirconium, le restant étant du fer .
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PERFECTED PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF CAST IRON
This invention relates to an improved process for the manufacture of casting iron and more particularly relates to the use in this process of silicon and zirconium alloys, preferably in the form of briquettes.
It is common practice in the manufacture of cast iron articles obtained by melting a charge of pig iron and / or scrap metal, to add to this charge or in a ladle containing molten iron, briquettes containing silicon such as graphitage agent Usually,
these briquettes are prepared so that each of them contains a fixed or predetermined weight of silicon. It has now been discovered that cast iron articles having better physical and casting characteristics can be obtained by replacing with zirconium one. part of the silicon normally present in briquettes.
According to the present invention, in an improved process for the manufacture of cast iron articles by fusion casting a charge of pig iron and / or scrap metal, a ground alloy is added to this charge or to the molten metal. in the form of briquettes, comprising between 35 and 60% silicon and 4 to 10% zirconium by weight, the remainder being substantially fero. The briquettes are preferably added to the charge or to the molten metal in an amount sufficient to have at minus 0.018% by weight of zirconium in the casting.
The composition of the briquettes is such that the zirconium preferably replaces between 6 and 20% by weight of the silicon normally present in conventional briquettes.
An alloy containing 5 to 8% zirconium and 40 to 45% by weight silicon, respectively, the remainder being iron, is particularly favorable.
The process according to the present invention has been tried in
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actual foundry conditions. ,, which allows a comparison to be made between this process and standard practice using briquettes containing about two pounds (0.9 kg) of silicon., In comparative tests Sa the cupola load contained
560 kg (11 cwt.) Of mixed scrap
254 kg (5 cwt.) Of pig iron
12 briquettes
In tests carried out in accordance with standard practice, the twelve briquettes introduced about 133% by weight of silicon into the filler.
In tests carried out using briquettes in which part of the silicon in the standard briquette is replaced by zirconia. these briquettes introduced into the feed about 1.17% silicon and about 0.16% zirconium by weight, respectively.
Comparative tests have indicated that the use of silicon-zirconium briquettes provides a notable improvement in the fluidity of the iron.
In the actual course of fluidity one could not achieve more than twelve points in the ring test with standard practice while with the method of the invention seventeen could be reached in the ring test. the ring.
Furthermore, the presence of zirconium in the cast article in an amount exceeding 0.018% also tends to reduce the adverse effects of cooling by the mold, to reduce porosity and to make the cast iron better machinable.
Microscopic examination of the melt obtained by the process of this invention indicates that the effect of zirconium additions on the distribution of graphite is that of an inoculant which reduces the tendency of graphite to form rosettes with centers of. eutectoid graphite and promotes the production of more developed flakes.
Two other important characteristics of the addition of zirconia are firstly the reduction of the tendency of molten iron to cool too much and secondly the improvement of the phosphorus distribution in the iron. In cast irons not treated with zirconium additions a very marked network of phosphide groups was observed around the graphite-austenite eutectic cells while in the castings according to the present invention these phosphide groups are substantially. otherwise completely broken. It was also observed that these groups of phosphides tend to concentrate in the middle of the section of the melt, thus reducing the concentration of phosphides in the neighboring areas outside the section.
This is an important characteristic because not only does it give a concentration of the phosphides in an area where they are less harmful but also it makes the surface more easily treatable later by machining or coating.
CLAIMS.- The improved process for the manufacture of melt-casting iron from a charge of pig iron and / or scrap, characterized in that a ground alloy is added to the charge or to the molten metal. , preferably in the form of briquettes, this alloy comprising between 35 and 60% by weight of silicon and between 4 and 10% by weight of zirconium, the remainder being iron.