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La présente invention concerne la désulfuration, l'amélioration de la qualité et la nodulation de la fonte et en particulier des moyens de parvenir à ces buts comportant l'addition de magnésium métallique élé- mentaire à la fonte en fusion.
On a antérieurement découvert que l'on peut produire de la fonte grise d'une meilleure qualité ou fonte nodulaire, possédant des propriétés supérieures à celles de la fonte grise ordinaire, en traitant la fonte en fusion de manière que, quand on la coule, le graphite s'y trouve sous forme compacte plutôt-qu'en paillettes. Un tel traitement comporte l'introduc- tion de magnésium dans un bain de fonte en fusion d'une composition telle que, si on le coulait normalement sans autre traitement, on obtiendrait, sous forme brute de coulée, une fonte grise ordinaire.
Avant que ce traite- ment au magnésium produise effectivement ce compactage du graphite, de fa- çon partielle (amélioration de la qualité) ou complète (nodulation de ma- nière que la fonte ne contienne sensiblement que du graphite sphéroïdal) il est ordinairement nécessaire d'éliminer le soufre d'une manière quelcon- que Il est d'une grande importance que l'ensemble du procédé soit réalisé de telle manière qu'on perde le moins de temps, et le moins de chaleur pos- sible et que le coût des agents de traitement soit le plus bas possible.
Le magnésium constitue un agent bien connu de nodulation ou compactageo Toutefois, les problèmes que pose l'addition du métal lui-même à la fonte en fusion sont tels que les brevets publiés sur ce sujet décla- rent qu'il est impossible d'ajouter du magnésium métallique à la fonte en fusion sans qu'il se produise une violente réaction avec perte complète du magnésium. Les difficultés ainsi rencontrées sont dues principalement au passage rapide du magnésium à l'état gazeux aux températures mises en jeu.
Le phénomène s'apparente à la chute de gouttes d'eau dans de la graisse bouillante. Un. autre facteur est la réaction du magnésium avec l'oxygène, qui se traduit par un "feu d'artifice".
La présente invention a pour objet un procédé perfectionné, ra- pide et économique de traitement de la fonte par injection, permettant d'in- troduire du magnésium élémentaire dans de la fonte en fusion, en vue d'assu- rer sa désulfuration et sa nodulation et d'en améliorer la qualité.
L'in- vention a également pour objet un agent de traitement destiné à la mise en oeuvre de ce prooédéo
Le procédé conforme à l'invention, dans lequel on part d'un bain de fonte qui, l'état brut de coulée, contiendrait du graphite sous for- me caractéristique de paillettes, est caractérisé en ce que l'on introduit dans le bain de fonte, au dessous de sa surface, un courant d'un gaz inerte tenant en suspension du carbure de calcium finement divisé et des particules de magnésium métallique, les particules de magnésium constituant 5 à 15 % du mélange et étant d'une finesse suffisante pour passer au tamis à mailles de 840 microns mais être retenues en presque totalité au tamis à mailles de
150 microns,
les particules de carbure de calcium étant d'une finesse suf- fisante pour passer au tamis à mailles de 840 microns, après quoi on coule le métal ainsi traitéDe préférence, le oarbure de calcium doit être rete- nu en majeure partie (90 % au moins) par le tamis à mailles de 75 microns,
25 % au moins étant retenus par le tamis à mailles de 150 microns. On ob- tient ainsi, après coulée, une fonte contenant du graphite sous forme com- pacte.
La densité du courant injecté doit de préférence être d'environ
15 à 125 litres de gaz par kilogramme d'agent de traitement constitué par le mélange de magnésium et de carbure de calcium. Bien entendu le gaz doit être maintenu sous une pression suffisante pour compenser la pression exer- @ par la fonte en fusion et ainsi empêcher l'entrée du métal dans le pas-
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sage par lequel on injecte le mélangeLe débit de mélange injecté peut varier entre environ 2,5 et 15 kg par tonne de fonte et par minute suivant la dimension de la. poche dans laquelle a lieu le traitement ou la quantité de'fonte et le type d'appareil d'injection. L'injection complète doit être effectuée de manière qu'elle ne demande pas plus de dix minutes environ.
La coulée doit être faite rapidement, c'est-à-dire qu'on doit la commencer dix minutes environ après l'injection.
Une désulfuration étant nécessaire dans la plupart des cas, il est nettement préférable d'injecter d'abord du carbure de calcium finement divisera l'aide d'un tube à injection de manière à réduire le taux de soufre à au plus 0,03 % et à de préférence moins que cela, par exemple 0,01 % environ, puis d'injecter le mélange de carbure et de magnésium immédiatement après, par le même tube d'injection,, Dans la plupart des cas, il est également préférable d'introduire, dans la fonte traitée, après traitement du ferrosilicium à 75 % de silicium ou un agent d'addition analogue.
La quantité de magnésium injectée peut varier entre environ 250 et 6.000 g et, de préférence, entre 500 et 30000 g par tonne de fonte, selon les cas. On utilise plus de magnésium si on ne désire pas désulfurer d'abord à 0,03 % de soufre par traitement au moyen de carbure de calcium ou si on doit effectuer une coulée importante. Si on procède à une désulfuration. préalable, on injecte moins de magnésium.
En outre la quantité de magnésium varie suivant qu'on désire obtenir une simple amélioration de la quantité de la fonte, ou de la fonte nodulée. Pour que l'injection s'effectue sans difficulté et avec sécurité, les proportions de magnésium et de carbure de calcium doivent être telles que le magnésium constitue moins de 15% du mé- lange totalPour que le traitement soit efficace, il est nécessaire que le magnésium constitue au moins 5 % du mélange. On considère également comme essentiel que la dimension particulaire du magnésium soit inférieure à 840 microns environ mais supérieure à 75 microns. La. densité apparente de la poudre de magnésium doit être de préférence d'environ 0,7.
Dans les essais effectués, on n'a que légèrement tapoté le récipient gradué pour élimi- ner les vides.
La fonte améliorée par la présente invention est une fonte dont la composition initiale est celle de la fonte grise, c'est-à-dire qui, en l'absence de traitement, donnerait une fonte présentant une résistance à la traction et du graphite pailleté, caractéristiques de la fonte grisea La température du bain de fonte doit être inférieure à 1510 C au moment de l'in jeotion. Il est à noter que le produit obtenu conformément à la présente invention contient normalement du magnésium retenu en quantité qui, par ellemême, serait insuffisante pour produire le type de produit obtenu. Le fait qu'il suffit d'une moindre quantité de magnésium retenu pour obtenir une structure donnée est dû à l'action du carbure.
Pour effectuer l'injection de l'agent de traitement, on peut utiliser l'un des appareils quelconques connus permettant de débiter un courant de gaz et de solides d'une densité telle qu'il y ait environ 15 à 125 litres de gaz par kilogramme de solides, par exemple le dispositif d'alimentation à vis décrit dans le brevet des Etats Unis n 2.577.764, ou un dispositif d'injection par fluidification Le gaz inerte préféré utilisé pour l'injection des agents de traitement selon l'invention et du carbure de calcium est l'azote sec. On peut utiliser d'autres gaz tels que l'hélium, l'argon et l'anhydride carbonique. L'expression de gaz inerte désigne ici un gaz ne réagissant pas avec le magnésium ou la fonte dans les conditions décrites.
On prépare l'agent de traitement conforme à l'invention en mé- langeant intimement, par un moyen quelconque, 10 à 17 parties de carbure de calcium finement divisé avec 1 à 2 parties de magnésium en poudre, de maniè- re que le magnésium constitue moins de 15% du mélange. Le carbure de cal-
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cium peut être un produit de qualité marchande, totalement exempt d'impure- tés, tel qu'on l'obtient aux fours électriques à arc à l'aide d'oxyde de calcium et de coke de haute qualité. Ainsi qu'il a été indiqué, le carbure de calcium doit être d'une dimension telle qu'il passe en totalité au tamis à mailles de 840 microns et qu'il n'en passe'pas plus de 25 % au tamis à mailles de 150 microns.
Le magnésium en poudre est sous la forme de très petites particules de forme irrégulière. Au microscope, ces particules présentent des bords irréguliers, souvent enroulés. Comme il a été précisé, ces particules de magnésium doivent être d'une dimension telle qu'elles pas- sent au tamis à mailles de 840 microns et qu'il en reste 90 % au tamis à mailles de 150 microns. Une composition particulaire type de magnésium est de 100% de moins de 840 microns, 86,7 % de moins de 300 microns, 42 % de moins de 230 microns et 6,8 % de moins de 150 microns. Normalement, les par- ticules de carbure de calcium s'échelonnent également en dimensions, la ma- jeure partie de ces particules étant plus fines que celles de magnésium.
Les quantités des composants de l'agent de traitement à utiliser par tonne de fonte grise sont approximativement de 5 à 40 kg pour le carbure de calcium et de 0,250 à 6 kg pour le magnésium. En tout cas, la quantité de magnésium ne doit pas dépasser 15 % du total.
Dans les essais initiaux effectués à l'aide de petites particu- les de magnésium, il est apparu comme essentiel d'éviter le bouchage du tube d'injection indépendamment des considérations relatives à la quantité de magnésium injecté ou à l'efficacité de l'injection. Le respect des proportions et des dimensions l'articulaires indiquées permet en principe d'éviter le bouchage des tubes d'injection de divers diamètres.
Ainsi, les caractéristiques en cause résolvent à la fois le problème de l'introduction des particules de magnésium par un tube d'injection en carbone chauffé au rouge au dessous de la surface de la fonte en fusion et le problème sérieux que représente la possibilité d'une réaction violente quand une certaine quantité de magnésium entre en contact avec la fonte en fusion à une température supérieure à la température de vaporisation du magnésium. Ce dernier problème met en cause le risque résultant d'un changement d'état, c'est-à-dire du passage brusque d'un solide à l'état gazeux, le volume du gaz étant de très loin supérieur au volume du solide. Un autre risque est celui de l'oxydation du magnésium à la surface, avec l'inflammation qui peut en résulter.
La présente invention réduit au minimum ce risque d'inflammation, le magnésium étant dispersé au dessous de la surface, effectivement dissous dans la fonte et protégé partiellement en surface par la couche de laitier formée par le carbure. On conçoit également que le mélange considéré contribue à la sécu- rité d'entreposage et de manipulation. La séparation du magnésium ¯au cours de l'introduction est également réduite au minimum par suite de l'enchevê- trement des bords rugueux du magnésium et du carbure.
Un exemple particulier de mise en oeuvre de l'invention est décrit ci-après.
On a préparé un bain de fonte qui s'il avait été coulé tel quel, aurait donné une fonte grise contenant du graphite en paillettes. On a injecté dans ce bain, par un tube à injection, 7,3 kg de carbure de calcium pour réduire le pourcentage originel de soufre à 0,082 % et améliorer encore la qualité de la fonte. On a injecté, immédiatement après, par le même tube, un mélange intime homogène de magnésium et de carbure de calcium. On peut utiliser deux trémies, ou opérer un rechargement rapide de manière qu'il ne s'écoule pas plus d'une minute entre les injections. Le mélange avait été établi de manière à contenir 18 kg de carbure et 2 kg de magnésium par tonne de fonte de manière que la proportion de magnésium 'soit de 10 % environ. Le véhicule gazeux utilisé était l'azote sec.
L'injection a été opérée avec un débit de 18 kg environ de mélange par tonne de fonte et par minute. Le
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rapport du gaz aux solides était de 26 litres environ par kilogramme. Le tube d'injection en carbone était immergé à plus de la moitié de la profondeur du récipient à revêtement basique. Une profondeur d'au moins 15 cm est essentielle La température de la fonte était d'environ 1525 Co On a ajouté, immédiatement après l'injection, du ferrosilicium à 75 % de silicium dans la proportion d'environ 1 % par tonne. La fonte a été coulée dans les trois minutes suivant l'injection.
On a ainsi obtenu une fonte complètement nodulée Cette fonte présentait une résistance à la traction de 43,6 kg/mm2, une dureté Brinnell de 143, un allongement de 18,5 % sur 50,8 mm et une profondeur de trempe superficielle de 15,9 mm (voir plus loin).L'essai ci-dessus relaté est l'essai n 882-1 du tableau I ci-après, qui donnent les résultats analogues pour d'autres essais, ainsi que les analyses chimiques des fontes
Certaines fontes contiennent de petites quantités d'éléments considérés comme gênants ou nuisibles. Le plomb, -l'arsenic, l'étain et l'antimoine sont certains des éléments qui sont considérés comme nuisibles.
Quand on a affaire à de telles fontes, ce qu'on constate par des résultats différents de ceux que l'on obtient généralement par traitement au moyen de carbure de calcium et de magnésium, il est préférable d'introduire une petite quantité d'oxydes de terres rares dans le mélange de carbure et de magnésium. Ceci mis à part, il est préférable d'utiliser des oxydes de terres rares quand on désire obtenir du. graphite compact, la quantité de magnésium pouvant alors être faible du fait que les oxydes des terres rares ont eux-mêmes un effet de compactage. On utilise de préférence 500 à 1000 g d'oxydes de terres rares par tonne de fer. Ces oxydes sont finement divisés, leur dimension ne dépassant pas 840 microns.
Ils peuvent être constitués d'environ 50 % d'oxyde de cérium, 20 % d'oxyde de lanthane, le reste étant constitué de pourcentages décroissants d'autres composés des terres rares. Cette composition est caractéristique des terres rares que l'on trouve dans la nature. On entend ici par terres rares des matières telles que l'on vient de décrire ou des dérivés de ces matières, dans la proportion où on les trouve naturellement.
Dans le procédé préféré de mise en oeuvre, selon lequel on effectue d'abord une désulfuration et une valorisation, telle qu'une désoxydation, par injection de carbure de calcium, immédiatement avant d'effectuer le traitement principal de mise du graphite sous forme compacte à l'aide de magnésium et de carbure de calcium et de magnésium, ou de magnésium, de carbure de calcium et d'oxydes de terres rares, la quantité préférée de carbure que l'on ajoute est un peu supérieure à 10 kg de carbure par kg de soufre à éliminer, de sorte qu'un taux de soufre inférieur à 0,03 % s'obtient rapidement et que le carbure peut exercer une action plus favorable sur la fonte et la rendre plus sensible à l'action du magnésium.
Le tableau I ciaprès montre les proportions de produits à utiliser, les autres conditions opératoires et les résultats obtenus quand on effectue en premier lieu un traitement au carbure.
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TABLEAU I Mélange injecté Analyse chimique (kg7T)
EMI5.1
Essai NO 0 Ca O.T.R. Mg Temp . FeSi O"T" Si Mag S S P " OoEe R A A fo PoTe (00) (%) init final (fcg/o . (mm) mm2) 815=1 1090 - 295 1470 0,75 3,38 2968 0922 09013 0,006 0,03 4947 48,5' 163 18,5 x 1599
EMI5.2
<tb> 22,5
<tb> 867 1 <SEP> 10,0 <SEP> 0,5 <SEP> 1,0 <SEP> 1440 <SEP> 0,75 <SEP> 3,59 <SEP> 2,26 <SEP> 0,68 <SEP> 0,088 <SEP> 0,003 <SEP> 0,043 <SEP> 4,34 <SEP> 48,8 <SEP> 163 <SEP> 7,8 <SEP> x <SEP> 25,4
<tb> 8,5
<tb>
EMI5.3
879-1 8,0 1,0 2,0 1480 1,00 3,56 2957 0,12 0,082 0,003 0,028 4e43 44g 2 149 1890 x 3891 1790 880-1 8,0 190 2,0 1480 1,00 3,60 2954 0,12 0,1 07 0,022 4945 44'99 146 17,0 x 28t6 1790 881-1 8,0 0,580 1,19 1480 1,00 3956 2e57 0914 0,100 # 0,027 4943 4498 155 l9go x 2594 10g1 882-1 8,0 - 2,0 1480 1900 3,66 2,430,140,082 m 0,028 4,48 43,6 143 18,5 x 15,9 18,0 883-1 8,
0 0,666 19333 1480 1900 3955 2932 0,30 09113 # 0,033 4943 5699 186 11,5 x 19,0
EMI5.4
<tb> 11,3
<tb> 884-1 <SEP> 8,0 <SEP> 1,0 <SEP> 2,0 <SEP> 1480 <SEP> 1,00 <SEP> 3,55 <SEP> 2,46 <SEP> 0,33 <SEP> 0,103 <SEP> --- <SEP> 0,036 <SEP> 4,38 <SEP> 4794 <SEP> 162 <SEP> 9,5 <SEP> 25,4
<tb> 1790
<tb>
EMI5.5
9031 8,0 0,5 195 1480 1,00 3,57 2e44 0,37 0,096 # 0,034 4938 4698 159 1795 799
EMI5.6
<tb> 13,0
<tb>
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Dans ce tableau et dans ceux qui suivent les indications numériques figurant sous la mention "Analyse chimique" se rapportent au pourcentage final en silicium, manganèse et phosphore.
Sont également indiqués les pourcentages initial et final de soufree Les autres valeurs sont les poids en kg de matières injectées par tonne de fonte et les propriétés telles que la résistance à la traction (R), la dureté Brinell ( ), les allongements pour cent sur 50,8 mm (A % et la profondeur de trempe (P.T.).
La première quantité de carbure indiquée est celle qui est utilisée pour la désulfuration et la valorisation initiales. La seconde quantité est celle que l'on introduit dans le mélange pour la mise du graphite sous forme compacte "O.T.E." représente les quantités d'oxydes de terres rares ajoutés dans un certain nombre d'essais., "C.T." et "C.E." indiquent respectivement le carbone total et le carbone équivalent. La température est celle de la fonte au début du traitements Le pourcentage de FeSi se rapporte à la quan- tité deferrosilicium à 75 % de silicium ajoutée, par rapport à la fonte traitée. On a ajouté le ferrosilicium par transfert d'une poche dans une autre, bien qu'il puisse être injecté. Quand il n'y a pas de chiffre correspondant dans le tableau, c'est qu'on n'a pas ajouté de ferrosilicium.
Dans l'essai n 883-1, le magnésium était d'une dimension particulaire comprise entre les tamis de 230 et 150 microns. Cette poudre de magnésium passait au premier tamis et était retenue par le second. Cet essai montre l'efficacité du carbure en coopération avec de très petites particules de magnésium.
Le chiffre indiqué pour la profondeur de trempe superficielle dans ce tableau et ceux qui suivent a été obtenu en coulant un coin de fonte dans un moule de sable sur un support formé d'un bloc de graphite. Le coin formé avait 89 mm de haut, 22,2 mm de large au sommet et 11,1 mm à la base.
Les chiffres indiqués correspondent à la hauteur en millimètres de fonte ayant subi la trempe, à partir de la base du coin en contact avec le bloc.
Les fontes affectées d'un x après les valeurs d'allongement, dans le tableau I et ceux qui suivent étaient complètement nodulées, c'est- à-dire que le graphite n'y était présent qu'à l'état de nodules. Les autres fontes étaient de qualité améliorée, c'est-à-dire que le graphite y était présent, non pas à l'état de paillettes, mais se trouvait compacté partiellement à l'état de nodules et partiellement sous forme vermiculée (fils courts et épais).
Les paillettes se trouvaient éliminées dans sensiblement la totalité des essais présentement décrits. On a constaté de façon très nette que le graphitevermiculé est un facteur contribuant à la résistance. Des exemples de fontes à graphite compact sous forme d'un mélange de nodules et de formations vermiculées sont représentés par les essais 884-1. environ 60 % de nodules (au dessus), 871-1. environ 50 % de nodules (au dessous), et n 872-1, environ 50 % de nodules (au dessous) D'une manière générale, la résistance à la traction est d'autant plus élevée que le pourcentage de nodules est élevé.
Il peut quelquefois être avantageux d'effectuer le traitement au moyen de mélanges de magnésium et de carbure de calcium immédiatement avant le traitement au carbure de calcium. On peut opérer de cette manière quand on dispose de fonte à basse teneur en soufre ou quand, la fonte étant à forte teneur en soufre, il est avantageux de n'utiliser qu'un mélange comprenant du magnésium et du carbure. Le tableau II ci-après montre les proportions, les conditions et les résultats obtenus quand on injecte ensemble du magnésium et du carbure.
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TABLEAU II Mélange Analyse chimique injecté (kg/T)
EMI7.1
Essai C2Ca Mg Tempo FeSi CoT. Si Mg S S P CE* R A A P.T.
? C (%) init. final (kg/mm) (mm) 7833 1295 165 1504 0,60 3,61 2,34 0,42 0,077 0,015 0911 4,42 3599 t67 2,0 995 781-1 1890 2,0 1422 - 3961 2,08 0943 0,083 0,008 0,11 4934 4195 285 0 x 9395 781-2 l8go 2gf1 1422 0960 3961 2,48 0,43 0,083 0,009 0,11 4947 5497 176 7?5 x 799 789-3 2290 390 1491 0,75 3,15 2,57 0,42 0,088 0,017 0,11 4904 43,6 211 2,0 995 782-2 17,0 390 1455 0,60 3945 2942 0,51 0,087 0,013 0,11 4929 57,0 174 9,0 x 1599 791-3 22,0 390 1499 0,75 3g18 2,66 0,44 0,082 0,012 0,11 4,10 5596 187 890 x 12,7 792-3 22,0 3,0 1371 - 3942 2,21 0,21 0,023 0,006 0,03 4,14 4992 203 3g5 x 93,5 792-4 22,0 390 1371 0,60 3942 2958 0,21 0,023 0,006 0,03 4928 4591 149 21,8 x 1191 871-1 9,0 1,0 1482 1,40 3,41 2,770,13 0,006 0,006 0,024 4934 3994 143 897 1493
EMI7.2
<tb> 878-1 <SEP> 18,0 <SEP> 2,0 <SEP> 1482 <SEP> 1,00 <SEP> 3,40 <SEP> 2,55 <SEP> 0,14 <SEP> 0,022 <SEP> 0,003 <SEP> 0,
027 <SEP> 4,26 <SEP> 44,7 <SEP> 149 <SEP> 21,0 <SEP> x <SEP> 25,4
<tb> 858-1 <SEP> 18,0 <SEP> 2,0 <SEP> 1482 <SEP> 1,00 <SEP> 3,37 <SEP> 2,62 <SEP> 0,16 <SEP> 0,013 <SEP> 0,004 <SEP> 0,03 <SEP> 4,24 <SEP> 46,3 <SEP> 163 <SEP> 8,5
<tb>
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@ Il ressort du tableau II qu'il est possible de désulfurer une fonte à teneur en soufre relativement élevée et d'en compacter le graphite en n'utilisant qu'un mélange de magnésium et de carbure. C'est ainsi que l'essai n 781-2 montre un tel résultat la fonte étant complètement nodulée.
Il est à noter que l'on peut obtenir du graphite compacté à des températures ne dépassant pas 1370 C. Les essais n 7812 et 791-3 ont donné ce ré= sultat, avec obtention d'une fonte complètement noduléea- Les essais n 783-3 et 858-1 ont donné respectivement des fontes contenant 14 et 95 % du graphite sous forme de nodules,le reste du graphite étant du graphite vermiculé.
Le tableau III ci-après montre les proportions, les conditions et les résultats obtenus par utilisation de magnésium, d'oxydes de terres rares et de carbure de calcium sans désulfuration préalable immédiate, compte tenu de ce que la teneur initiale en soufre avait dans tous les essais, une valeur peu élevée, de l'ordre de celle qui peut facilement être et, de préférence, est, obtenue par traitement au carbure.
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TABLEAU III Mélange injecté Analyse chimique (kg/T)
EMI9.1
<tb> R <SEP> # <SEP> A <SEP> % <SEP> P.T.
<tb>
EMI9.2
Essai C2Ca O.T.R. Mg Tempo FeSi Coti Si Mg S S P Cota (kg (mm) NO (oc) (%) init final ) 836-1 100 095 190 1482 1960 3936 3938 0937 Og018 Og006 OîO4 4949 3976 167 590 392 839-1 1090 095 095 1482 1960 3g47 3g26 0932 9 15 0007 0904 4956 3878 156 520 ## 848-1 895 095 1?0 1482 0975 3938 2923 0,18 09018 =- 0,0254,12 3804 140 590 2096 850-1 8,5 095 190 1482 1900 397& 2945 0917 0,010 0g025 4y5$ 4137 139 1495 995 856-1 17g0 190 2eO 1482 1,00 330 2,47 0,15 0,0150,005 0,0294,12 4599 15218,5 x 25,4 872-1 895 095 190 1482 1,40 3,38 2976 0,17 0go17 Ogo06 09031 4,31 3766 150 590 1297
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On a également obtenu une fonte valorisée à partir d'une fonte hypoeutectique à basse teneur en soufre par injection de 7,5 kg de carbure et de 750 g de magnésium par tonne de fonte, suivie d'une injection de 0,5% de ferrosilicium.
Le magnésium constituait environ 7,5% du mélange. La résistance à la traction a été presque doublée bien qu'il ne se soit pas formé de nodules. Cet essai indique la quantité inférieure préférée et la proportion nécessaire de magnésium, c'est-à-dire environ 500 g par tonne de fonte et environ 5% du mélange.
Il est à noter que le procédé conforme à la présente invention s'applique particulièrement bien à l'obtention d'une fonte nodulêe à basse teneur en silicium, c'est-à-dire à moins de 2,5 % de silicium, en raison de ce que le seul silicium introduit l'est au cours de l'injection. Une fonte de ce type présente une résistance au choc supérieure à celle de nombre de fontes nodulaires contenant un pourcentage plus élevé de silicium et peut remplacer le laiton dans certaines applications.
En se reportant aux essais ci-dessus relatés, on peut voir que nombre de types de fontes peuvent être produits, allant des fontes complètement nodulées à des fontes améliorées ayant une résistance à la traction.atteignant environ 35 kg/mm2. Il est à noter que ces essais ont été effectués au moyen de fontes au point eutectique ou voisines de ce point, soit 4,3 % d'équivalent de carbone, qui est le pourcentage de carbone plus le tiers de la somme des pourcentages de silicium et de phosphore.
La gamme préférée d'équivalents de carbone est de 4 à 4,6 bien que, dans la présente invention, il soit possible de traiter des fontes comprises entre 3,8 et 5, On peut bien entendu utiliser des récipients ou poches à revêtements basiques ou acides ou des fours à soles avec l'un ou l'autre de ces revêtements
Les dimensions des particules sont toutes indiquées en microns et les pourcentages en poids.
Il doit être entendu que le procédé conforme à la présente invention peut comporter l'injection d'un mélange contenant, outre du magnésium en poudre, du carbure de calcium finement divisé et éventuellement des composés de terres rares, une petite quantité d'autres substances finement divisées telles que de l'oxyde de magnésium ou du graphite. Toutefois le carbure doit toujours constituer plus de 80 % du mélange et le magnésium ne doit pas dépasser 15 % du total., Dans un essai identique au n 783-3, sauf que l'on n'a pas procédé à une addition ultérieure de ferrosilicium, l'injection simultanée de carbure, de magnésium et de graphite (environ 0,3% de graphite relativement au fer) a donné de bons résultats.
Les quantités ci-dessus mentionnées de magnésium et d'autres agents, la manière de les introduire et la dimension des particules assurent une addition de magnésium sans violence excessive ni combustion excessive du magnésium à la surface de la fonte et permettent un traitement économique, rapide et amêlioré, Il est à noter que l'on pense que le laitier de structure granuleuse, analogue au laitier usuel de carbure seul, contribue à la diminution du risque d'inflammation du magnésium.
On conçoit que la présente invention procure un procédé pratique amélioré pour fabriquer de manière économique des fontes de qualité améliorée et des fontes nodulées. Ce procédé évite l'usage de coûteuses additions métalliques, ce qui provoque moins de refroidissement du produit fondu et il est très facile de fabriquer des fontes nodulées à basse teneur en silicium; il n'y a pas d'éléments d'alliage indésirables, 'le coût du traitement est nettement inférieur à celui du traitement par addition d'alliage et le métal traité et les poches de fonderie ne sont pas salies par des laitiers granuleux ou de l'écume. Des basses températures de la fonte au moment du traitement ne réduisent pas l'efficacité du traitement au moyen de carbure
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et de magnésium.
On réalise également que la présente invention supprime en principe ou réduit au minimum la violence de la réaction et l'inflamma- tion qui se produisent parfois quand on ajoute à la fonte du magnésium mé- tallique pur et, ce qui est également important, évite le bouchage du tube d'injection immergée
La présente invention est naturellement susceptible de variantes sans qu'on s'écarte pour autant de son cadre et de son esprit.
REVENDICATIONS.
1.Procédé de fabrication de fonte contenant du graphite sous forme compacte, à partir d'un bain de fonte qui, à l'état brut de coulée, contien- drait du graphite sous forme caractéristique de paillettes, caractérisé en ce que l'on introduit dans le bain de fonte, au dessous de sa surface, un courant d'un gaz inerte tenant en suspension du carbure de calcium fine- ment divisé et des particules de magnésium métallique, les particules de magnésium constituant 5 à 15% du mélange et étant d'une finesse suffisante pour passer au tamis mailles de 840 microns mais être retenues en pres- que totalité au tamis à mailles de 150 microns, les particules de carbure de calcium étant d'une finesse suffisante pour passer au tamis à mailles de 840 microns, après quoi on coule le métal ainsi traité.