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"Procédé pour la préparation de lingots à partir d'alliages d' acier ou autres métaux, susceptibles de ressuage".
La fabrication de lingots à partir d'alliages d'acier ou d'autres métaux, susceptibles de ressuage, constitue, lorsque ces lingots doivent être exempts de ressuage suivant leur di- rection axiale, un problème métallurgique qui, jusqu'à présent, même avec les installations de fonderie les plus modernes, n' avait pu être résolu de manière tout à fait satisfaisante,
Les installations de fonderie paraissant les plus propres à résoudre ce problème sont celles qui opèrent avec des matériaux de départ se fondant de manière continue, le produit de coulée étant introduit de façon continue dans une coquille Parmi ces installations fonctionnant par application du princi-
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pe du lingot croissant, il faut citer en premier lieu les four* à arc épurant tous vide,
mais pouvant aussi travailler soue une atmosphère gazeuse protectrice a des pressions variées, ou sous @ une atmosphère réagissant avec le produit coulé. Ces fours de fusion sont déjà utilisés dans une large mesure pour l'obtenu tion d'alliages et de métaux purs, ainsi que pour l'obtention d'aciers de haute qualité comportant des proportions d'alliage très Variables. Liais il faut aussi,à cet égard, mentionner les fours de fusion à rayonnement électronique, dans lesquels l'éner- gie transportée par les électrons est utilisés pour la fusion, dans le vide, de barres ou de lingots coulés ou frittés et qui prennent une importance croissante surtout pour des travaux de recherche et de développement.
La qualité du produit coulé obtenue dans ces instal- lations n'est pas entièrement indépendante de la qualité ou de la nature du matériau de départ dont on opère la fusion.
On a principalement trouvé que les différences de concentration* des constituants de l'alliage existant selon la direction axiale des blocs ou barres livrés à la fusion se retrouvaient prati- quement inchangés dans le produit obtenu par application du prin- cipe du lingot croissant, de sorte qu'on a déjà proposé de par- tir de matériaux initiaux non pas coulés, mais de préférence frittes.
Il est bien entendu que l'on ne fait usage de cette possibilité que dans la mesure où le recours à des procédés plus simples et économiques ne permet pas de remédier aux difficuités précédemment mentionnées,
La présente invention, prévoit l'application du pro- cédé de la coulée continua dans le cadre de la fabrication de lingots ou de barres se fondant de manière continue.
On rait que dans le cas de la coulée continue, il
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ne se produit généralement pas de variations de la concen- tration selon la direction axiale, ou qu'elles peuvent être évitons grâce à une technique de préparation appropriée. Par exemple, dans le cas de la coulée continue d'aciers rapides à haute teneur en tungstène, qui amène une séparation du tung- etène suivant l'axe de la coulée, on peut prévenir cette sé- paration en préparant la charge 4 fondre avec une teneur rela- tivement faible en tungstène, et en amenant ensuite cette char* ge à la haute teneur en tungstène désirée par addition continue de tungstène dans la partie encore liquide de la barre pendant la coulée.
On doit en plus veiller 4 ce que l'addition de tung- stène 'effectue nous une forme suffisamment divine pour qu'- une fusion ou une dissolution irréprochable du tungstène soient obtenues à coup sur.
Lorsqu'on applique ce procédé dans le cadre de la pré- sente invention, on peut cependant, en cas do besoin, sa dis- penser de la fusion ou de la dissolution du matériau 4 ajouter, c'est-à-dire que l'on peut procéder à l'addition avec des ti- ses ou des pièces de dimensions telles que le. fusion s'opère au moins en surface,Les barres ainsi obtenues conduisent en- suite, au cours de la fusion qui accompagne le procédé selon la présente invention, à des lingots irréprochables qui ne présentent aucune variation de concentration suivant leur di- rection axiale.
L'introduction continue d'additifs pendant la coulée continue est particulièrement avantageuse lorsqu'il s'agit de composants d'alliage conduisant, comme le montre l'expérience à une mauvaise surface de la barre, comme c'est par exemple le cas lorsqu'on ajoute du titane en grande quantité 4des alliages d'acier.
De mauvaises surf aces de la barre ont eussi pour incon-
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@ renient, dane la présente application de la coulée continue, de donner lieu à un surcroît d'usinage de ces surfaces par en- lèvement de copeaux. Si, de plus, il est nécessaire d'amer les barres coulées à des dimensions plus faibles par laminage ou forgeage, il est également avantageux de disposer de barres cou- lées ayant de bonnes caractéristiques de surface.
L'utilisation de matériaux de départ avec une section de structure hétérogène rend aussi possible l'exécution de réac- tions métallurgiques supplémentaires au cours du processus de coulée, d'une manière particulièrement efficace. Par exemple, on peut effectuer l'apport de nitrures de titane dans le ma- tériau coulé en utilisant des barres avec des parties non fon- dues de titane ou d'alliages de titane dans la section de la barre avec exécution simultanée de la fusion sous une at- mosphère d'azote.
La présente invention permet, non seulement d'éviter les difficultés rencontrées jusqu'ici dans la préparation de lingots en alliages d'acier ou 'autres métaux susceptibles de ressuage et devant être exempta de ressuage suivant leur .direction axiale, mais offre en outre aussi de nouvelles pos- sibilités métallurgiques que l'on ne pouvait jusqu'ici en- visager aveo l'utilisation de matériaux de départ coulés de manière usuelle.
REVENDICATIONS.
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"Process for the preparation of ingots from alloys of steel or other metals, susceptible to bleeding".
When these ingots have to be free from bleeding along their axial direction, the manufacture of ingots from alloys of steel or from other metals liable to bleeding constitutes a metallurgical problem which, until now, even with the most modern foundry installations, could not be solved in a completely satisfactory way,
The foundry installations which appear to be the most suitable for solving this problem are those which operate with starting materials continuously melting, the casting product being continuously introduced into a shell. Among these installations operating by application of the principle
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eg growing ingot, we must first mention the arc furnaces * purifying all empty,
but can also work in a protective gaseous atmosphere at various pressures, or in an atmosphere reacting with the cast product. These melting furnaces are already used to a large extent for obtaining pure alloys and metals, as well as for obtaining high quality steels comprising very variable alloy proportions. In this connection, however, mention should also be made of electronic radiation melting furnaces, in which the energy transported by electrons is used for the melting, in vacuum, of bars or ingots cast or sintered and which take growing importance especially for research and development.
The quality of the cast product obtained in these installations is not entirely independent of the quality or nature of the starting material being melted.
It has mainly been found that the differences in concentration * of the constituents of the alloy existing in the axial direction of the blocks or bars delivered for melting were found practically unchanged in the product obtained by application of the principle of the growing ingot, of so that it has already been proposed to start from initial materials, not cast, but preferably sintered.
It is understood that this possibility is only used insofar as recourse to simpler and more economical processes does not make it possible to remedy the previously mentioned difficulties,
The present invention provides for the application of the continuous casting process in the manufacture of continuously fusing ingots or bars.
It is believed that in the case of continuous casting, it
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Changes in concentration in the axial direction generally do not occur, or can be avoided by proper preparation technique. For example, in the case of the continuous casting of high-speed steels with a high tungsten content, which causes separation of the tungetene along the axis of the casting, this separation can be prevented by preparing the charge 4 to melt with. relatively low tungsten content, and then bringing this charge to the desired high tungsten content by continuous addition of tungsten to the still liquid portion of the bar during casting.
In addition, care must be taken that the addition of tungsten effects us in a sufficiently divine form that a perfect fusion or dissolution of the tungsten is assuredly obtained.
When this process is applied in the context of the present invention, however, it is possible, if necessary, to dispense with the melting or dissolving of the material 4 add, that is to say, The addition can be made with sizes or pieces of dimensions such as. melting takes place at least on the surface. The bars thus obtained then lead, during the melting which accompanies the process according to the present invention, to irreproachable ingots which do not exhibit any variation in concentration along their axial direction.
The continuous introduction of additives during the continuous casting is particularly advantageous in the case of alloy components leading, as experience shows to a poor surface of the bar, as is the case for example when Titanium is added in large quantities to the steel alloys.
Bad surf aces of the bar would have been for incon-
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@ deny, in the present application of continuous casting, giving rise to an additional machining of these surfaces by chip removal. If, in addition, it is necessary to temper the cast bars to smaller dimensions by rolling or forging, it is also advantageous to have cast bars having good surface characteristics.
The use of starting materials with a cross-section of heterogeneous structure also makes it possible to carry out additional metallurgical reactions during the casting process in a particularly efficient manner. For example, the addition of titanium nitrides to the cast material can be carried out by using bars with unfused parts of titanium or titanium alloys in the section of the bar with simultaneous execution of the fusion. under a nitrogen atmosphere.
The present invention not only avoids the difficulties encountered heretofore in the preparation of ingots of steel alloys or other metals susceptible to bleeding and to be free from bleeding in their axial direction, but also also offers new metallurgical possibilities which hitherto could not be envisaged with the use of starting materials cast in the usual way.
CLAIMS.
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