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Ponte brute améliorée*.
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La présente invention a pouf objjat' u procédé perfectionné de fabrication de fonte )a6o dé tdnd4irttr on vue d*uns refonte, de même que le produit '8ë'&&&u. pa # procédé. Dans sa constitution normale, la ±=to de togderio, contient du carbone sous forme de graphite ou de C#PblWço .1 la majeure partie de la fonte étant du -type |Çftf,4|fi#i .' graphite @et constitué d $rois$* po#t*ge# P*tM*,e 9*p* til4et 4$ tolite ou gfûpMfti oute* ## die ,.!4t' r graphita sacwdsirfl d la f filt#- fi I iôaup.8 Suivant la ra,aux8 AM - "$ t .
et gr*hit4 dot apelà,
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graphite du type 0,
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Un objet de la présenta invention est de prévoir une fonte brute comportant la graphite sous une fora dense ou nodulaire améliorée, avec des quantités sensiblement réduites d'écume de fonte pointue. Un autre objet est de prévoir une fonte très purifiée par rapport aux éléments favo- risant la formation de graphite en paillettes. Un autre objet
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bror.A est de prévoir une fonte,/qui, lorsqu'on la soumet à undhftï'oiïfcf, donne une Masse fondue ayant un meilleur potentiel de propriétés mécaniques et physiques.
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D'autres objets ressortiront de la d oorip-1 tion ci-après et des dessina en annexe,dans lesquels ! - La figure 1 est une phot micrographie. , prise à 100 diamètres, montrant l'écume de fonte pointue et le graphite à paillettes en soucoupe d'une tout* brut* commer- ciale.
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- La figure. est une photomicrofapÈi* prise à 100 diamètres, montrant ls;graphi.ts nodulaire st d<9M en paillettes d'une fonte brute obtenue suivant la présenta invention. - La figure est une photomisrographie prise à 100 diamètres, montrant le graphite obtenu lors de la
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refonte d'une fonte commerciale typique (observer les ac%oa 4< graphite primaire, type C AFS) eî
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- La figure. 4 est une phota.a prise à 100 diamètres, montrant le| graphite obtenu lors de là refonte de la fonte brute de la présente invention (ob*ervaw
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l'absence relative de graphite primaire et la meilleure réparb.
tition de graphite en paillettes, type r à 03), Lors de la fabrication dta p4èoqa eze en <, la tente bruti de tondéfit z1 toujours 8-e# #ttvâ m împortante puette do' la 8h&r du feu?, ouvat la ë6ôn8siqu< par rapport au ooât rell'tit de là f8< s mitraille de fonte et de l'acier, la proportion de folitt btutib '#']
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dans la charge du four peut varier dans des limites 41$*qs liwgëe. Toutefois, dans la plupart des types, a fontes de mou- - lag* utilisa zut des fins diverses-, il est toujours préféraclf d'avoir une certaine quantité minimum de font brub* dau la charge, étant donné que l'on consaît $a composition $di8iq)* et qu'elle confère certaines propriétés Utiles de :f."i . métal fondu Préparé partir de la charge de tour.
Lus ,priar tiens 'de font* brute utilisées dans la ubwet (aoyanne de four peuvent être compris as entre 10 et 100 %,e4 poids,, 'pais elles sont généralement comprises entre 25 et 40 ji, L'homme de métier a constaté que le type de òinte brute utilisa exerçait 3 grande influence sur la toute de moulage obtenue, Gatt, influaaee 4 tant souvent àp- pelée uk4rêditéui elle a souvent entraîné d4g exigence*, e#a*- forées concernait l'emploi de certains types) de. fontes brutes, P#6parèee par 40-* progèd6a ae4cî=, cotnitte par eaeenple las si on au charbon de !0iis, ou $8$etmst de faibles quant-:t4o dciiét spéciaux, cûeHaa par exasnple le vw*U,x et le %i%éiutt la -foré brut* exer4 A-le 0 inf IU41 0 $&é*5#&| 'l4 ' # nat=t *4tgllurgiq&# ut de l!& 4 ïtl : âà t44,e> te4du , ¯ ¯ . p ô4r d'une 4b<tf>s <s6'ia.t ee;He fojdt %ap**6* v\ ' '- Au court uw 4 êres.
MR, à-4 parti,414- lies* depuis la découverte dû la matz Mduleire et d 4ue l'on a constat;4 3.* grande influence qur-è3terç,alent. de petites quantités d'éléments spéciaux sur la nature du graphite dani If fonte de #oulagei, les m4tallurgtate4 ont aocru laws ,efft)rt en vue d'obtenir dot fontes brutes à faible teneur en oligo,. éléments, qui pourraient nuire aux" propriétés N6s(HA<a'.tew
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de leur produits finals,
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On a également constaté que les àit8iasi et la forme du graphite dans la fonte brute exerçaient une influence sur les dimensions et la forme du graphite de latente
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.de moulage obtenue à partir de la fonte brute ou d'une <!ttwge contenant une quantité de fonte brute.
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En règle générale, une fonte contenant d'importantes quantités de graphite z, grosses paillettes, ainsi - que d'importantes quantité* d'écume# de 1'OJ' pointue, a tendant ce à donner une fonte'de moulage contenant un graphite analogue, tandis que les fontes brutes contenant des quantités de graphita à plus petites paillettes et moins d'écume de fonte, ont tendan- ce à donner des fontes de moulage ayant elles-mêmes de plus petites et de meilleures paillettes de graphite,
Il ne semble pas y avoir une grande dit!'- renée entre une fonte brute et l'autre, sauf peut être dans la proportion de carbure libre par rapport à la quantité de graphie
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t3 existant.
Otent ainsi qu'une fonte brute peut être t'²'U1" ou partiellement blanche et, lorsqu'elle est fondue dans un charge, cette fonte brute donne habituellement Mte f11 94 - µulas9 ayant un notlleur c.,*.,...ph4\. fuvwst $# composition chimique obtenue et 1#4 PrOO444* 4* fusion et ed4q traitement d4 la eâ##o fendue j Etantiionné que la fonte brute .., bzz habituellement ajoutée pour introduire du silicium dans la masse
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fondue, il est beaucoup plus normal .d'employer de* tout à teneur suffisamment élevée en silicium pour qu'elle* soi eut . complètement grises: Lorsqu'une fonte brute est complètement grise, il n'y a pas un trop grand choix pour le métalluriate
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désireux d'améliorer la structure graphitique de la fou*,* de moulage obtenue à partir d'une charge contenant, de la tante bruts.
L'homme de métier sait que le procédé de fusion ne peut détruire complètement toutes les paillettes de
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graphite existant dans la fonte brute utilisée dans la charge.
C'est pourquoi, la fonte brute contenant du graphite en grosses particules donne une fonte d'une valeur de trempe inférieure à
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celle obtenue avec une fonte brute contenant du fin graphite. étant donné que le graphite entra plus difficilement en sou- tien complète es que les particules de grspbifcs nond18aoues. agissent comme noyaux pour la précipitation d'une quantité dupe plé01entaire de graphite à partir de la masse fendue. suivant la présente invention, on trouva ' que l'on pouvait refondre da la fonte brute contenant du grapla- te nodulaira ou partiellement nodulaire avec - peu ou pas d'écume de fonts ou graphite primaire de la variété pointue,
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pour obtenir des fontes de Moulage ayant des propriétés WH.4iô -niquas nettement meilleures',..
On a également trouvé que l'on pouvais utiliser, dans des charges de fonte malléable et suivant 'la
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pratiqua habituelle, de la fonte brute contenant du, gr...phit.. j nodulaire ou partiellement nodulaire avec peu ou pais d'ééuste de fonte ou graphite primaire de la variété pointue ,- l'emploi de cette fonte brute ayant :
)our résultat de donner une fonte malléable ayant une moins forte tendance à la formation de
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graphite primaire dans les actions épaisses Oh a égaiemeat remarqué que la fonte malléole obtenue avec la fonte brute de la présente invention était plus malléable que- celle obtenu
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av43o d'autre. types de tante$ brutes habitueileaenit} employé , On a également trouvé que lt MP3" .,08#, fontes brutes dans la fabrication des t6Nt$9 do moulage à graphite ne4ult4r* odephériqufc p rro ttftit d'obtenir uni n 0lt fendue pouvant "1'8 nodulari*4t btiueôup plas 1.44.". '. 6elqut4 mina d'agsrit dt nûdàiariôàtiofl tiil'âVtïd Wi fontes
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brutes habituellement utilisées.
On a également trouvé que l'emploi de font* brute contenant déjà du graphite sous forme nodulaire ne pré- sentait pratiquement aucune difficulté dans la fabrication de la fonte nodulaire avec des éléments néfastes pouvant empocher la nodularisation efficace de la masse fondue, On ne connaît pas exactement la raison de l'amélioration d'une fonte de mou- lage obtenue avec la fonte brute améliorée de la présente in- vention, mais on suppose qu'elle est liée à la meilleure apti- tude que possède le graphite de la' fonte brute pour entrer complètement en solution au cours de la fusion et, probablement,;
, à la présence d'un effet de métaatabilisation de carbure pro- duit dans la fonte brute par le procédé de nodularisation utili- se dans la fabrication de cette fonte brute.
En outre, lorsqu'une fonte brute a déjà été nodularisée, il est probable que l'on a éliminé tous les éléments contaminant une masse fondue de fonte de moulage vis- à-vis de la nodularisation et que l'effet de ces éléments sur une masse fondue obtenue ultérieurement avec cette fonte brute est négligeable.
Le procédé exact de fabrication de la fonte brute de la présente invention n'est pas trop critique. Par exemple, cette fonte brute peut être obtenue dans un haut four- neau, dans l'un ou l'autre type de four à cuve ou môme dans un four électrique par réduction du minerai de fer et du carbone ou par l'un ou l'autre des moyens habituels.
Lors de la fabrication da cette font brute, on soumet la tonte brute fondue à untraitement nodularisant le graphité dans la masse fendue, Dans de traitement, en paut .. employer du calcium, du magnésium, du cérium, du lisnium ou l'un ou l'autre agent de nodularisation bien connu et on peut les ajouter par injection sous la surface avec un gaz inerte, par
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traitement superficiel direct ou par l'un ou l'autre moyen con- nu de l'homme de métier.
Suivant la présenta invention, il est pré- ±érable d'employer des éléments tels que les terres rares qui, en elles-mêmes, se sont avérées particulièrement avantageuses
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pour éviter les effets néfastes de certaine 616m eet étranger* pouvant se former dans la fonte brute à partir des ntra.1, uti- lisés dans la fabrication de cette dernière* C'est pourquoi on peut employer de petites quantités de métal taille ou des fluorures de terres rares en mélange avec un agent réducteur, comme par exemple le siliciure de calcium.
A titre d'exemple du procède de fabrication de la fonte brute de la présente invention, on a coulé, en un échantillon, une partie de métal fondu d'un haut fourneau et on a remarqué les gueuses par la lettre A. A une autre partie,
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on a offectué une addition comprenant ,3 en poids d'un mélange contenant 90 parties de siliciure de calcium es 20 par- . ties de fluorure de terre rare, On a coulé éettt. partie de Métal en un échantillon et on a marqué les gueuses par la lettre
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8. A une .."'8it-. paf%t* eu *4#* ttn4t!, fit .. *4m$4 %f% $ en poids d'un mélange cQ#prfiu.1; 40 partie te AÎU4-re do calcium, 40 parties d'allié de Man.u)tiliu)i9 ft 20 4r, fies de fluorure de calcium.
On a coulé cette partie do 4tal en un échantillon et on a marqué les gueuse* par la lettre C.
On a examiné les échantillons ainsi coulés avec les gueuses coulées avec chaque partie, les résultats sont repris dans le tableau suivant
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parque StetHzegc&pM.ttà'M'* Résistance à la trac- P*s.i. kg/c<62
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<tb> A <SEP> Ecume <SEP> de <SEP> fonte <SEP> et <SEP> graphite
<tb>
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à grosses particules 18. ow 1260
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<tb> Graphite <SEP> dense <SEP> : <SEP> 40 <SEP> %;
<tb>
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graphite nodulaire ; i 60 % 72.000 5040 C Graphita dense . 50 J. graphite nodulaire ; eo 10 69. 000 4760
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Les gueuses coulées avec chaque partie ont été.utilisées dans des coulées commerciales et on a trouvé qu'elles avaient les avantages définis ci-après.
Quelque soit le procédé de fabrication de fonte, brute contenant du graphite nodulaire, on a trouva qu'en utilisant cette fonte brute en vue d'une refonte et d'une fabri- cation de fonte de moulage à graphite nodulaire ou en paillettes, elle pouvait conférer,à la masse fondue, certains avantages que l'on n'a pu réaliser jusqu'à prisent. La caractéristique ' essentielle de la présente invention sera mieux comprise par une série d'exemples.
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#XIPI,L 1.- On a formé, dans un cubilot, une masse fon-
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due à partir d'une charge constituée de 50 lié de pièces structu- l'elles en acier et de 5t ; d'une fonte brute ordinaire de fonds- rie, ayant la composition suivante :
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<tb> Teneur <SEP> totale <SEP> en <SEP> carbone <SEP> 4,20 <SEP> % <SEP>
<tb>
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Silicium 2 e 40 d- Manganèse gt9o %
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On e.éealament ajouté, à la charge, 0$50 ,' le ei.li?ixm 89m ,.,. me de ferro-silicium en morceaux, on a cavid une ,it 4. cette masse fondue en éprouvettes de11,2 pouce 0,04 cm) et on a soumis ces dernières aux -essais av" les résultats suivante
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Teneur totale en carbone ' 3)33 %
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<tb> Silicium <SEP> 1,72%
<tb>
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Manganèse . 70 Résistance à la traction 33.000 p.s.i.
t, (2)10 kg c#2 )
On a formé une deuxième masse fondue dans le même four à partir d'une charge constituée de 50 % de pièces structurelles en acier et de 50 % de fonte brute de la présente invention,, contenant du graphite nodulaiia et obtenue en ajoutant
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un .alliage de magnésium et de ferro-silicium comme agent de nodu-
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larisation d'une première quantité affective à une fonte brute de haut fourneau de la composition suivante
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Teneur total en carbpne 4,35 # Silicium 2,52 $ Manganèse 0,6$ %
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On a également ajouté, à la charge, 0#5 % de s1l1i sous for- me de ferro-silicium en morceaux.
On a coulé une partie de
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cette masse fondue en éprouvettes de 1,2 pouce (eo4 sa) et on a soumis ces dernières aux essais avec les résultats suivants ;
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Teneur totale en carbone 341 % Silicium 1,69 $ Manganèse 0,73 % Réeiatwice à la traction 42.000 p,IJ.1. xsimc 7.a tract3.on (2940 kg!çÏl12)
En examinant la microstructure de ces -, éprouvettes, on a remarqué, dans la coulée obtenue, avec la font ! brute de la présente invention, des paillettes de graphite beaucoup plus petites et nettement meilleures, ainsi que l'a démontré l'accroissement sensible de la résistance à la traction comme indiqué ci'-dessus.
EXEMPLE 2.-
On a formé une masse fondue dans un four électrique en utilisant une charge constituée de 100 % de fonte brute de la composition suivante
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Teneur totale en carbone 4s$2 % il
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<tb> Silicium <SEP> 1,30 <SEP> %
<tb>
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manganèse 0,35 Soufre OeOI5
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tout le graphite da cette tmté brute étant présent tous ferai d<4c!a9 de-tonte point'18 et de paillettes $& i3üii cette masse fondue, on a ajouté le5 0,; d* alliage de fiagndolutt et de ferro-silioium, contenant 905 % de Bagnésiua) et 40 % de
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silicium.
On a coulé la masse fondue .traitée en éprouvettes,
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que l'on a examinées et soumises aux essais, Cea éprouvettea comportaient ;0 de graphite sous forma nodulaire, le reste étant constitué de graphite en paillettes dense.
La composition chimique était la suivante ;
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Teneur totale en carbone 3,90 li Silicium 2,72 %
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<tb> Manganèse <SEP> 0,38 <SEP> %
<tb>
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Soufre . oeol2 %
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<tb> Magnésium <SEP> 0,030 <SEP> %
<tb>
Les propriétés physiques étaient les
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suivantes ; Les propriétés phyeiquQs étaient Résistance à la traction 70.500 p.s.i, i, (4.935 kg/o8a) Limite élastique ?.20C+ , a, i, (3.164 icg/cot2) - Allongeaient 5,0% On a formé une deuxième masse fondue dans le môme four de 100 % de la fonte brute de la présente invention.
On a formé préalablement cette fonte brute en ajoutan, à la
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fonte d'un haut fourneau, 318 eto en poids (première quantité effective) d'un mélange de 00 î 20 de siliciure de calcium et de fluorure de terre rare, puis en coulant les gueuses, t'a foi" te brute était constituée d'environ 50 â de graphite 80t.'e forme nodulaire, le reste étant constitué de graphite en paillettes dense, la composition chimique de la fonte brute était la suivante :
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Teneur totale en carbone 4., 60 % B111c:luèI1 1,3% Manganise Û, 2 s ouf ru '0,018
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A .la massa fondue obtenue à partir 4% #Ott* fonte brute, on a ensuite ajouté 1,5 % d'alliage de magn4sium et
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de 'erQi.liciua, contenant 9<? % da, magnésium et 0 % de
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silicium, cette quantité constituant une deuxième quantité
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effautive'. La deuxième quantité effective, d'agent de nadu- #larisation est inférieure à celle qui aurait été utilisée la fonte brute avait été constituée prtiqneent d 'a,il.t AYS type 0 et n'avait pas été nedolerieee par la.pr*M4et quantité effective d'agent de nada,.a.aa..a, Ott n coulé $ette massa fondu traitée en éprouvettes, que l'on a exaatineae e-t soumises aux essais.
Ces éprouvettes contenaient plus de 90 >±
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de graphite sous forme nodulaire et la composition chimique était la suivante
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Teneur totale en carbone 3095 Silicium 2,65% Wanganèse 0,29% Soufre 0,011 1< Magnésium 0,0?Ô
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Les propriétés physiques étaient las
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suivantes
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Résistance A la traction 3,C!<M.jt., .
J.,tIt,..1a.tt:Lqul 44* Allongea *. 17fO % Cet exemple 4éJlOntr. c.Ï.ay<nae qo %# les facteurs étant égaux, la fonte brute préalablement e4uu. ride donne une masse fondue plue facile i nodularisw ulté- rieurement qu'une masse fondue analogue obtenus 4véO de, la font brute ordinaire de la même compdsîtion.
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On peut dire que le procédé de fabrication
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d'une pièce coulée de fonte nodulaira suivant la-pre&ente i vention et COl1111l6 illustré dans les exemples compret-d les étapes- qui consistent à choisir une fonte liquide iRitial< qui. .si'
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elle est coulée sans traitement, doit.
être constituée essentiel-
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lement de graphite AFS type C caractérisé par de l'écume de fonte pointue, puis ajouter une première quantité effective d'agent de nodularisation à la fonte liquide initiale et ensuite, verser et refroidir cette dernière, pour obtenir une fonte brute ayant au moins une certaine paxtie du graphite sous forme nodulaire et pratiquement pas d'écume de fonte pointue.
Ensuite, on ajoute cette fonte brute 4 une charge dé four et elle constitue 10 à 100 % de la charge, que l'en fait ensuite fondre, tout en y ajoutant une deuxième quantité effective d'agent .de nodularisation. La deuxième quantité ef- fective est inférieure à celle que l'on utiliserait si la fonte brute était constituée pratiquement de graphite AFS type C et si elle n'avait pas été nodularisée par la première quanti- té effective d'agent de nodularisation. L'étape finale consiste à couler la masse fondue en une pièce où le graphite est sous forme nodulaire.
De même, suivant la présente invention et comme décrit dans un des exemples, on peut faire fondre la char- ge où l'on utilise la fonte brute préparée suivant la présente invention et, si on la coule, elle doit contenir du graphite AFS type A en une quantité améliorât par rapport A tilt qui aurait été obtenue si la charge était constituée essentiellement de la fonte liquide initiale et si \le avait été coulée sans l'addition de la première quantité effective d'agent de modula- risation.
Dans ce procédé, l'étape finale consiste à couler la masse fondue en une pièce, où le graphite est sous forme de paillettes,
Bien que l'invention ait été décrite sous sa forme de réalisation proférée avec certaines particularités, il est entendu que l'on peut y apporter de nombreuses modifica- tions, rentrant toujours dans le cadre de l'invention,
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Improved gross spawning *.
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The present invention has been the object of an improved process for the manufacture of cast iron) a6o de tdnd4irttr seen from a redesign, as is the product '8' &&& u. pa # process. In its normal constitution, the ± = to of togderio, contains carbon in the form of graphite or C # PblWço .1 the major part of the cast iron being of the -type | Çftf, 4 | fi # i. ' graphite @et consisting of $ kings $ * po # t * ge # P * tM *, e 9 * p * til4et 4 $ tolite or gfûpMfti oute * ## die,.! 4t 'r graphita sacwdsirfl d la f filt # - fi I iôaup.8 Following the ra, aux8 AM - "$ t.
and gr * hit4 dot apelà,
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type 0 graphite,
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It is an object of the present invention to provide a pig iron comprising the graphite in an improved dense or nodular fora, with substantially reduced amounts of sharp iron scum. Another object is to provide a cast iron which is highly purified with respect to the elements which promote the formation of flake graphite. Another object
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Bror.A is to provide a melting, / which, when subjected to undhftï'oiïfcf, gives a melt having a better potential of mechanical and physical properties.
EMI2.2
Other objects will emerge from the description below and from the drawings in the appendix, in which! - Figure 1 is a phot micrograph. , taken at 100 diameters, showing the sharp iron scum and saucer flake graphite of a commercial all * raw *.
EMI2.3
- The figure. is a photomicrofape taken at 100 diameters, showing the nodular graphi.ts st d <9M in flakes of a pig iron obtained according to the present invention. - The figure is a photomisrography taken at 100 diameters, showing the graphite obtained during the
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overhaul of a typical commercial cast iron (observe ac% oa 4 <primary graphite, type C AFS) and
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- The figure. 4 is a phota.a taken at 100 diameters, showing the | graphite obtained during the remelting of the pig iron of the present invention (ob * ervaw
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the relative absence of primary graphite and the best repairb.
tition of flake graphite, type r to 03), During the manufacture of dta p4èoqa eze en <, the bruti de tondefit z1 tent always 8-e # # ttvâ m împortante puette do 'la 8h & r du feu ?, opened the ë6ôn8siqu <by compared to the actual ooât from there f8 <s grape shot of cast iron and steel, the proportion of folitt btutib '#']
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in the oven load may vary within limits $ 41 * qs liwgëe. However, in most types of molten fonts - lag * used for various purposes - it is always preferable to have a certain minimum amount of font brub * dau the load, since we keep $ has composition $ di8iq) * and confers certain useful properties of: f. "i. molten metal Prepared from the tower charge.
Read, like 'raw font * used in the ubwet (aoyanne oven can be between 10 and 100%, e4 weight ,,' but they are generally between 25 and 40 ji, Those skilled in the art have observed that the type of raw enclosure used exerted 3 great influence on the whole of molding obtained, Gatt, influaaee 4 so often called uk4rêdité which it often entailed d4g requirement *, e # a * - drilled concerned the use of certain types) of. crude fonts, P # 6parèee by 40- * progèd6a ae4cî =, cotnitte by eaeenple las if one with charcoal of! 0iis, or $ 8 $ andmst of weak quant-: t4o special decisions, cûeHaa for example the vw * U, x and the % i% éiutt la -foré gross * exer4 A-le 0 inf IU41 0 $ & é * 5 # & | 'l4' # nat = t * 4tgllurgiq &# ut de l! & 4 ïtl: â to t44, e> te4du, ¯ ¯. for a 4b <tf> s <s6'ia.t ee; He fojdt% ap ** 6 * v \ '' - Short uw 4 ers.
MR, at-4 gone, 414- ies * since the discovery due to the Mduleire matz and d 4 that we have noted; 4 3. * great influence qur-è3terç, around. small quantities of special elements on the nature of the graphite in #oulagei cast iron, metallurgtate4 have aocru laws, efft) rt in order to obtain crude castings with low oligo content ,. elements, which could affect the "N6s properties (HA <a'.tew
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of their final products,
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It was also found that the ait8iasi and the shape of the graphite in the pig iron exerted an influence on the dimensions and shape of the latent graphite.
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. of casting obtained from pig iron or from a <! ttwge containing a quantity of pig iron.
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Typically, a cast iron containing large amounts of large flake z-graphite, as well as large amounts of sharp OJ scum, tends to result in a casting iron containing graphite. Analogous, while pig irons containing smaller flake and less melt scum amounts of graphita tend to result in casting irons which themselves have smaller and better graphite flakes,
There does not seem to be a great said! '- born between one pig iron and the other, except perhaps in the proportion of free carbide in relation to the amount of writing
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existing t3.
Otent as well as a pig iron can be t'²'U1 "or partially white and, when melted in a charge, this pig iron usually gives Mte f11 94 - µulas9 having a notlleur c., *., .. .ph4 \. fuvwst $ # chemical composition obtained and 1 # 4 PrOO444 * 4 * smelting and ed4q treatment d4 the eâ ## o split j Being only pig iron .., bzz usually added to introduce silicon into the mass
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melted, it is much more normal to use anything with a sufficiently high silicon content to have it. completely gray: When a pig iron is completely gray, there is not too much choice for the metallurate
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keen to improve the graphitic structure of the *, * molding obtained from a filler containing, the crude aunt.
Those skilled in the art know that the melting process cannot completely destroy all the flakes of
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graphite existing in the pig iron used in the charge.
Therefore, pig iron containing coarse-grained graphite gives a cast iron with a quench value less than
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that obtained with a crude iron containing fine graphite. since it was more difficult for the graphite to enter into full support than the non-solid particles of grspbifcs. act as nuclei for the precipitation of a ple01ental amount of graphite from the split mass. According to the present invention, it was found that it was possible to remelt from pig iron containing nodular or partially nodular gravel with little or no cast iron scum or primary graphite of the pointed variety,
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in order to obtain molding irons having markedly better WH.4iô -niquas properties, ..
It has also been found that it can be used in malleable iron fillers and depending on the method.
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Usually practiced, pig iron containing, gr ... phit .. j nodular or partially nodular with little or thick staple of primary cast iron or graphite of the pointed variety, - the use of this pig iron having:
) Our result is a malleable cast iron having less tendency to form
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primary graphite in thick stocks Oh also noticed that the malleolus cast iron obtained with the pig iron of the present invention was more malleable than that obtained
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av43o else. types of aunt $ coarse used to be employed, It was also found that MP3 ". 08 #, coarse cast iron in the making of graphite molding $ 9 t6Nt $ 9 do not4ult4r * odephériqufc p rro ttftit to obtain a split n 0lt that can" 1 '8 nodulari * 4t btiueôup plas 1.44. ".'. 6elqut4 mina d'agsrit dt nûdàiariôàtiofl tiil'âVtïd Wi fonts
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crude usually used.
It has also been found that the use of crude iron already containing graphite in nodular form presents practically no difficulty in the manufacture of nodular iron with deleterious elements which could prevent the effective nodularization of the melt. not exactly the reason for the improved cast iron obtained with the improved pig iron of the present invention, but it is believed to be related to the better graphite ability of the ' pig iron to go completely into solution during melting and, possibly ,;
, to the presence of a carbide metaatabilization effect produced in the pig iron by the nodularization process used in the manufacture of this pig iron.
Furthermore, where a pig iron has already been nodularized, it is likely that all elements contaminating a casting iron melt with respect to nodularization have been removed and the effect of these elements on a melt subsequently obtained with this pig iron is negligible.
The exact process for making the pig iron of the present invention is not overly critical. For example, this pig iron can be obtained in a blast furnace, in one or the other type of shaft furnace or even in an electric furnace by reduction of iron ore and carbon or by one or more. the other of the usual ways.
During the manufacture of this crude font, the molten crude shear is subjected to a treatment nodularizing the graphite in the split mass. In the treatment, in addition, use calcium, magnesium, cerium, lisnium or one or more. the other well-known nodularizing agent and can be added by injection below the surface with an inert gas, for example
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direct surface treatment or by some means known to those skilled in the art.
According to the present invention, it is preferable to employ elements such as rare earths which, in themselves, have proved to be particularly advantageous.
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to avoid the harmful effects of certain foreign 616m eet * which can form in the pig iron from the ntra.1, used in the manufacture of the latter * This is why one can use small quantities of cut metal or rare earth fluorides mixed with a reducing agent, such as, for example, calcium silicide.
As an example of the process for manufacturing the pig iron of the present invention, a portion of molten metal from a blast furnace was cast in a sample and the pigs were noted by the letter A. part,
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An addition comprising, 3 by weight of a mixture containing 90 parts of calcium silicide per 20 was made. parts of rare earth fluoride. part of Metal in a sample and we marked the pigs with the letter
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8. Has a .. "'8it-. Paf% t * eu * 4 # * ttn4t !, fit .. * 4m $ 4% f% $ by weight of a mixture cQ # prfiu.1; 40 part te AÎU4- re do calcium, 40 parts of Ally of Man.u) tiliu) i9 ft 20 4r, fies of calcium fluoride.
This part of the metal was cast in a sample and the pigs * were marked with the letter C.
The samples thus cast were examined with the pigs cast with each part, the results are shown in the following table
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parque StetHzegc & pM.ttà'M '* Traction resistance P * s.i. kg / c <62
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<tb> A <SEP> Scum <SEP> of <SEP> cast iron <SEP> and <SEP> graphite
<tb>
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coarse particles 18. ow 1260
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<tb> Graphite <SEP> dense <SEP>: <SEP> 40 <SEP>%;
<tb>
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nodular graphite; i 60% 72,000 5040 C Dense graphita. 50 J. nodular graphite; eo 10 69. 000 4760
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Pigments cast with each part have been used in commercial castings and have been found to have the advantages defined below.
Irrespective of the manufacturing process for crude iron containing nodular graphite, it has been found that by using this crude iron for the purpose of remelting and manufacturing of nodular or flake graphite molding iron, it could confer certain advantages on the melt which have not been realized until now. The essential characteristic of the present invention will be better understood by a series of examples.
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# XIPI, L 1.- We formed, in a cupola, a molten mass
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due from a load made up of 50 linked structural steel parts and 5t; of ordinary pig iron having the following composition:
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<tb> Total <SEP> content <SEP> in <SEP> carbon <SEP> 4.20 <SEP>% <SEP>
<tb>
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Silicon 2 e 40 d- Manganese gt9o%
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There is e.ealament added, at the charge, 0 $ 50, 'the ei.li?ixm 89m,.,. ferro-silicon in pieces, this melt was caved into 11.2 inch (0.04 cm) test specimens) and the latter were subjected to the following results.
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Total carbon content '3) 33%
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<tb> Silicon <SEP> 1.72%
<tb>
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Manganese. 70 Tensile strength 33,000 p.s.i.
t, (2) 10 kg c # 2)
A second melt was formed in the same furnace from a charge consisting of 50% structural steel parts and 50% pig iron of the present invention, containing graphite nodulaiia and obtained by adding
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an alloy of magnesium and ferro-silicon as the nodu-
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larization of a first affective quantity to a cast iron from a blast furnace of the following composition
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Total carbon content 4.35 # Silicon $ 2.52 Manganese $ 0.6%
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0 # 5% s1l1 was also added to the feed as lumpy ferro-silicon.
We sank part of
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this melt into 1.2 inch (eo4 sa) test tubes and tested with the following results;
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Total carbon content 341% Silicon $ 1.69 Manganese 0.73% Tensile strength 42,000 p, IJ.1. xsimc 7.a tract3.on (2940 kg! çÏl12)
By examining the microstructure of these test pieces, we noticed, in the casting obtained, with the font! According to the present invention, much smaller and significantly better graphite flakes, as demonstrated by the substantial increase in tensile strength as noted above.
EXAMPLE 2.-
A melt was formed in an electric furnace using a filler consisting of 100% pig iron of the following composition
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Total carbon content 4s $ 2% il
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<tb> Silicon <SEP> 1.30 <SEP>%
<tb>
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manganese 0.35 Sulfur OeOI5
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all the graphite in this crude quantity being present all will make <4c! a9 de-shearing point'18 and flakes $ & i3üii this melt, we added the5 0; of fiagndolutt and ferro-silioium alloy, containing 905% Bagnésiua) and 40%
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silicon.
The treated melt was poured into test tubes,
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which was examined and tested, this specimen contained 0 graphite in a nodular form, the remainder being dense flake graphite.
The chemical composition was as follows;
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Total carbon content 3.90 li Silicon 2.72%
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<tb> Manganese <SEP> 0.38 <SEP>%
<tb>
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Sulfur. oeol2%
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<tb> Magnesium <SEP> 0.030 <SEP>%
<tb>
The physical properties were the
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following; The phyeiquQs properties were Tensile strength 70,500 psi, i, (4,935 kg / o8a) Yield strength? .20C +, a, i, (3,164 icg / cot2) - Elongated 5.0% A second melt was formed in the same 100% pig iron furnace of the present invention.
This pig iron was previously formed in addition, at the
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melting of a blast furnace, 318 eto by weight (first effective quantity) of a mixture of 00 î 20 of calcium silicide and rare earth fluoride, then by casting the pigs, faith "the crude was constituted of approximately 50 Å of 80 t graphite. 'e nodular shape, the remainder being dense flake graphite, the chemical composition of the pig iron was as follows:
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Total carbon content 4..60% B111c: luèI1 1.3% Manganise Û, 2 s ouf ru '0.018
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To the molten mass obtained from 4% # Ott * crude iron, 1.5% of magnesium alloy was then added and
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of 'erQi.liciua, containing 9 <? % da, magnesium and 0% of
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silicon, this quantity constituting a second quantity
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effautive '. The second effective quantity, of nadu- #larization agent is less than that which would have been used the pig iron had been constituted prtiqneent from a, il.t AYS type 0 and had not been nedolerieee by la.pr * M4et effective quantity of nada agent, .a.aa..a, Ott n cast $ ette molten massa treated in test tubes, which were exaatineae and subjected to tests.
These test tubes contained more than 90> ±
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of graphite in nodular form and the chemical composition was as follows
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Total carbon content 3095 Silicon 2.65% Wanganese 0.29% Sulfur 0.011 1 <Magnesium 0.0? Ô
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Physical properties were weary
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following
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Tensile strength 3, C! <M.jt.,.
J., tIt, .. 1a.tt:Lqul 44 * Allongea *. 17fO% This example 4éJlOntr. c.Ï.ay <nae qo% # the factors being equal, the pig iron previously e4uu. wrinkle gives a melt that is easier to modulate later than a similar melt obtained from 4veO, ordinary crude of the same compsion.
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We can say that the manufacturing process
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of a nodular cast iron casting according to the pre-iVention and COl1111l6 illustrated in the examples compret-d the steps which consist in choosing a liquid cast iron iRitial <which. .if'
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it is cast without treatment, must.
be constituted essential-
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AFS type C graphite element characterized by sharp iron scum, then add a first effective quantity of nodularizing agent to the initial liquid iron and then pour and cool the latter, to obtain a pig iron having at least one some graphite in nodular form and hardly any sharp iron scum.
This pig iron is then added to a furnace charge and constitutes 10 to 100% of the charge, which is then melted, while adding a second effective amount of nodularizing agent thereto. The second effective amount is less than that which would be used if the pig iron consisted substantially of AFS type C graphite and if it had not been nodularized by the first effective amount of nodularizing agent. The final step is to pour the melt into a part where the graphite is in nodular form.
Likewise, according to the present invention and as described in one of the examples, the feed which uses pig iron prepared according to the present invention can be melted and, if cast, it must contain typical AFS graphite. A in an improved amount over tilt which would have been obtained if the charge consisted essentially of the initial liquid iron and if the had been cast without the addition of the first effective amount of modulating agent.
In this process, the final step is to pour the melt in one piece, where the graphite is in the form of flakes,
Although the invention has been described in its proffered embodiment with certain particularities, it is understood that numerous modifications can be made thereto, still falling within the scope of the invention,