<EMI ID=1.1>
La présente invention est relative à l'élaboration de métaux réfractaires et réactifs , tels, notamment, que le hafnium, le zirconium, en particulier par réduction de leur* oxydes.
<EMI ID=2.1>
<EMI ID=3.1>
<EMI ID=4.1>
<EMI ID=5.1>
<EMI ID=6.1>
<EMI ID=7.1>
Chemisai Company n* 1.253.491 , des expériences effectuée" dans les Laboratoires du Centre National de la Recherche Scient
<EMI ID=8.1>
par ces auteurs présentait une grande fragilité, 1 Celle-ci devait être imputée à l'oxygène et non au carbone qui ne rend
<EMI ID=9.1>
<EMI ID=10.1>
<EMI ID=11.1>
prêtent d'obtenir les métaux réfractaires, 1 l'état de métaux
<EMI ID=12.1>
procédés d'élaboration de métaux réfractaires et présentant
<EMI ID=13.1>
<EMI ID=14.1> . ce jour, notamment en ce que l'on obtient par réduction de leurs oxydes, des métaux à l'état puret présentant des caractéristiques Métallurgiques satisfaisantes*
La présente invention a principalement pour objet
<EMI ID=15.1>
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1>
<EMI ID=18.1>
de calcium ou l'aluminium ou tout autre réducteur donnant des
<EMI ID=19.1>
rature inférieure au point de fusion de 1 'oxyde -la masse
<EMI ID=20.1>
<EMI ID=21.1>
fusion du métal, dans un four à faisceau d'électron** Selon un mode de réalisation préfixé du procédé* qui fait l'objet de la présente invention, le traitement thermique est réalise sous vide.
Selon une autre disposition du procédé cpsi fait l'objet
<EMI ID=22.1>
est avantageusement suivi d'un traitement thermique de surchauffe du métal obtenu, destiné réaliser un affinage final de ce dernier.
Selon un mode de mise en oeuvre avantageux du procède qui fait l'objet de l'invention, le* deux phases.-de traitement thermique sont réalisées sous vide, dans un fout faisceau d'électrons.
<EMI ID=23.1>
<EMI ID=24.1>
traitement thermique conforme à l'invention est réalisée dans un four à résistance électrique, tandis que la deuxième phase du traitement thermique conforme à l'invention est réalisée dans
<EMI ID=25.1>
Selon un troisième mode de mise en oeuvre avantageux ' du procédé qui fait l'objet de l'invention, la première phase du traitement thermique conforme 11 l'invention est réalisée dans
<EMI ID=26.1>
dis que la seconde phase du traitement thermique est réalisée dans un four faisceau d'électrons*
Outre les dispositions qui viennent d'être Mentionnées
<EMI ID=27.1>
de la description qui va suivre*
<EMI ID=28.1>
complément de description qui va suivre, dans lequel on trouvera
<EMI ID=29.1>
boration de létaux réfractaires et présentant un* grand* réacti. vité chimique, et dans lequel on se réfère aux dessins annexes dans lesquels t <EMI ID=30.1> particulier la deuxième phase du traitement thermique*
<EMI ID=31.1>
et les parties descriptives correspondantes" ainsi que les
<EMI ID=32.1>
de l'invention dont ils ne constituent en aucune manière une
<EMI ID=33.1> . EXEMPLE 1
<EMI ID=34.1>
<EMI ID=35.1>
de pureté usuelle technique (ou les besoins)"
<EMI ID=36.1>
<EMI ID=37.1>
pas provoquer de décharges dans le faisceau électronique puis. qu' il en est séparé par le diaphragme* <EMI ID=38.1>
dans un creuset de cuivre refroidi, ne peut, de ce fait" réagir avec le creuset comme il le fait dans le cas des creuset* non.
<EMI ID=39.1>
bre } de plus, la température de chauffage peut être aussi
<EMI ID=40.1>
<EMI ID=41.1>
Après broyage, l'on introduit, ) nouveau, cette éponge %
<EMI ID=42.1>
<EMI ID=43.1>
<EMI ID=44.1>
<EMI ID=45.1>
<EMI ID=46.1>
<EMI ID=47.1>
<EMI ID=48.1>
<EMI ID=49.1>
<EMI ID=50.1>
<EMI ID=51.1>
<EMI ID=52.1>
<EMI ID=53.1>
effectué en ajoutant une faible proportion de réducteur" qui
<EMI ID=54.1> <EMI ID=55.1>
lingot de zirconium parfaitement laminable à froid, sans "voir "
<EMI ID=56.1>
sage d'au moins
<EMI ID=57.1>
<EMI ID=58.1>
<EMI ID=59.1>
<EMI ID=60.1>
EXEMPLE 2
<EMI ID=61.1>
<EMI ID=62.1>
Pour ce faire, l'on mélange le réducteur sous forme de poudre ou c de morceaux broyés, avec l'oxyde de hafnium, et l'on place ce . mélange dans un creuset d'un matériau réfractaire tel que le graphite, dans un four à induction de moyenne fréquence, sous
<EMI ID=63.1>
de manière à obtenir la réduction de l'oxyde de hafnium, L'on obtient de la sorte une éponge compacte présentant un très bel aspect, et dont l'examen par diffraction aux rayons X montre
<EMI ID=64.1>
à l'exclusion de l'oxyde initialement mélangé au réducteur*
t'éponge obtenue est alors introduite dans un large creuset refroidi d'un four a faisceau d'électrons. Après
<EMI ID=65.1>
fusion, l'on chauffe l'éponge par bombardement d'électrons
<EMI ID=66.1>
l'on poursuit la réduction jusqu'à l'obtention d'un lingot ' de
<EMI ID=67.1>
<EMI ID=68.1>
<EMI ID=69.1>
<EMI ID=70.1>
quettes dans un creuset en un matériau réfractaire tel que l'alumine,
<EMI ID=71.1>
<EMI ID=72.1>
miner la fusion de l'aluminium qui vient enrober et dissoudre, lors-
<EMI ID=73.1>
tient à la suite de cette première phase du traitement thermique conforme l'invention une éponge qui n'adhère pas au creuset, et
<EMI ID=74.1>
<EMI ID=75.1>
<EMI ID=76.1>
métalliques qui constituent l'éponge, possèdent une température de fusion très élevée, de sorte qu'ils ne se trouvent aucun moment
<EMI ID=77.1>
<EMI ID=78.1>
<EMI ID=79.1>
De ce fait, seul l'aluminium liquidé ferait susceptible
<EMI ID=80.1>
ne peut y avoir pollution.
L'éponge intermétallique obtenue' la suite de cette
<EMI ID=81.1>
<EMI ID=82.1>
<EMI ID=83.1>
d'une pollution par le creuset; L'aluminium et les sous-oxydes <EMI ID=84.1>
ment thermique est essentiellement caractérisée en ce qu'elle
<EMI ID=85.1>
<EMI ID=86.1>
rapport hauteur/diamètre est avantageusement compris entre 1,7
<EMI ID=87.1>
perpendiculairement le métal " traiter.
<EMI ID=88.1> <EMI ID=89.1> Une jauge à Ionisât-ion 14 ainsi qu'un viseur 15 sont
en outre montât sur l'enceinte 1.
<EMI ID=90.1> <EMI ID=91.1>
<EMI ID=92.1>
<EMI ID=93.1>
<EMI ID=94.1>
L'ensemble est animé d'un mouvement de translation et d'un
<EMI ID=95.1>
<EMI ID=96.1>
en assurer la protection au début de l'opération" <EMI ID=97.1>
<EMI ID=98.1>
d'une hausse 24, également pourvue d'une circulation de liquide
<EMI ID=99.1>
, 28
<EMI ID=100.1>
<EMI ID=101.1> <EMI ID=102.1>
l'installation, conforme l'un de ses modes de réalisation et comprenant un dispositif de broyage 29 du métal réfractaire"
<EMI ID=103.1>
phase du traitement thermique, un dispositif de broyage 31 de l'éponge métallique obtenue la suite de la première phase du traitement thermique, un dispositif 32 d'alimentation du four
<EMI ID=104.1>
Il va de soi que le mélange d'oxyde et de réducteur peut être introduit tel que dans le creuset comme dans les exeat-
<EMI ID=105.1>
forme de barreau, lequel barreau est traité dans le faisceau électronique, le métal produit coulant dans le creuset refroidi et y étant maintenu, sous l'action du faisceau électronique, l'état liquide,
Il résulte de la description qui précède que quels que soient les modes de réalisation et d'application adoptée l'on obtient un procédé d'élaboration de métaux réfractaire* et présentant une grande réactivité chimique, qui permet d'obtenir un métal pur directement à partir de l'oxyde ou du Minerai, dans
<EMI ID=106.1>
d'électrons, ou bien dans une série de ces installations ou dans, la combinaison d'un four sous vide ou sous atmosphère contrôlée"
<EMI ID=107.1>
de chauffage, et d'un ou plusieurs fours de chauffage et fusion par faisceau d'électrons.
L'on a cité à titre d'exemples non limitatifs" l'élaboration du zirconium et de hafnium par réduction de leurs ' oxydes ou minerais par le carbone, l'aluminium et le siliciure de calcium. Cependant l'on comprendra aisément que le procédé qui fait l'objet de l'invention s'applique également a l'élaboration d'autres métaux réfractaires tels que le titane, le niobium,
le molybdène, le tantale, le tungstène, le vanadium etc... ainsi
<EMI ID=108.1>
que l'uranium.
De même l'on peut utiliser d'autres réducteur; que ceux mentionnés plus haut titre d'exemples" .
Le procédé d'élaboration de métaux réfractait
et présentant une grande réactivité chimique, conforme aux dispositions de l'invention, présente de réels avantages par rapport aux procédés d'élaboration de ces métaux, antérieurement
<EMI ID=109.1> <EMI ID=110.1> de métaux complètement réduits , à l'état de métaux purs, et présentant des caractéristiques métallurgiques satisfaisante*, <EMI ID=111.1>
les creusets dans lesquels a lieu le traitement thermique.
<EMI ID=112.1>
tion ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application ou à coux de ses modes de réalisation qui ont été piat spécialement explicités dans ce qui précède elle en embrasse au contraire toutes les variantes, sans s'écarter du cadre ni de l'esprit
de l'invention.
<EMI ID = 1.1>
The present invention relates to the production of refractory and reactive metals, such as, in particular, hafnium or zirconium, in particular by reduction of their oxides.
<EMI ID = 2.1>
<EMI ID = 3.1>
<EMI ID = 4.1>
<EMI ID = 5.1>
<EMI ID = 6.1>
<EMI ID = 7.1>
Chemisai Company n * 1.253.491, experiments carried out "in the Laboratories of the National Center for Scientific Research
<EMI ID = 8.1>
by these authors presented a great fragility, 1 This was to be attributed to oxygen and not to carbon which does
<EMI ID = 9.1>
<EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
lend to obtain refractory metals, 1 the state of metals
<EMI ID = 12.1>
processes for the production of refractory metals and presenting
<EMI ID = 13.1>
<EMI ID = 14.1>. to date, in particular in that one obtains by reduction of their oxides, metals in the pure state having satisfactory metallurgical characteristics *
The main object of the present invention is
<EMI ID = 15.1>
<EMI ID = 16.1>
<EMI ID = 17.1>
<EMI ID = 18.1>
calcium or aluminum or any other reducing agent giving
<EMI ID = 19.1>
rature less than the melting point of the oxide - mass
<EMI ID = 20.1>
<EMI ID = 21.1>
melting the metal in an electron beam furnace ** According to a prefixed embodiment of the method * which is the subject of the present invention, the heat treatment is carried out under vacuum.
According to another provision of the cpsi process is the subject
<EMI ID = 22.1>
is advantageously followed by a thermal treatment of overheating of the metal obtained, intended to achieve a final refining of the latter.
According to an advantageous embodiment of the process which is the subject of the invention, the * two phases.-heat treatment are carried out under vacuum, in a fout electron beam.
<EMI ID = 23.1>
<EMI ID = 24.1>
heat treatment according to the invention is carried out in an electric resistance furnace, while the second phase of the heat treatment according to the invention is carried out in
<EMI ID = 25.1>
According to a third advantageous embodiment of the process which is the subject of the invention, the first phase of the heat treatment according to the invention is carried out in
<EMI ID = 26.1>
say that the second phase of the heat treatment is carried out in an electron beam furnace *
In addition to the provisions just mentioned
<EMI ID = 27.1>
of the following description *
<EMI ID = 28.1>
additional description which follows, in which we will find
<EMI ID = 29.1>
boration of refractory lethals and presenting a * great * reacti. chemical speed, and in which reference is made to the appended drawings in which t <EMI ID = 30.1> in particular the second phase of the heat treatment *
<EMI ID = 31.1>
and the corresponding descriptive parts "as well as
<EMI ID = 32.1>
of the invention, of which they in no way constitute a
<EMI ID = 33.1>. EXAMPLE 1
<EMI ID = 34.1>
<EMI ID = 35.1>
of usual technical purity (or requirements) "
<EMI ID = 36.1>
<EMI ID = 37.1>
not cause discharges in the electron beam then. that it is separated from it by the diaphragm * <EMI ID = 38.1>
in a cooled copper crucible, therefore cannot "react with the crucible as it does in the case of crucibles * no.
<EMI ID = 39.1>
bre} in addition, the heating temperature can also be
<EMI ID = 40.1>
<EMI ID = 41.1>
After grinding, we introduce,) again, this sponge%
<EMI ID = 42.1>
<EMI ID = 43.1>
<EMI ID = 44.1>
<EMI ID = 45.1>
<EMI ID = 46.1>
<EMI ID = 47.1>
<EMI ID = 48.1>
<EMI ID = 49.1>
<EMI ID = 50.1>
<EMI ID = 51.1>
<EMI ID = 52.1>
<EMI ID = 53.1>
carried out by adding a small proportion of reducing agent "which
<EMI ID = 54.1> <EMI ID = 55.1>
perfectly cold-rollable zirconium ingot, without "seeing"
<EMI ID = 56.1>
wise at least
<EMI ID = 57.1>
<EMI ID = 58.1>
<EMI ID = 59.1>
<EMI ID = 60.1>
EXAMPLE 2
<EMI ID = 61.1>
<EMI ID = 62.1>
To do this, we mix the reducing agent in the form of powder or c of crushed pieces, with the hafnium oxide, and this is placed. mixing in a crucible of a refractory material such as graphite, in a medium frequency induction furnace, under
<EMI ID = 63.1>
so as to obtain the reduction of hafnium oxide, this gives a compact sponge having a very good appearance, and whose examination by X-ray diffraction shows
<EMI ID = 64.1>
excluding the oxide initially mixed with the reducing agent *
the sponge obtained is then introduced into a large cooled crucible of an electron beam furnace. After
<EMI ID = 65.1>
fusion, the sponge is heated by bombardment of electrons
<EMI ID = 66.1>
the reduction is continued until an ingot 'of
<EMI ID = 67.1>
<EMI ID = 68.1>
<EMI ID = 69.1>
<EMI ID = 70.1>
quettes in a crucible made of a refractory material such as alumina,
<EMI ID = 71.1>
<EMI ID = 72.1>
undermine the fusion of the aluminum which comes to coat and dissolve, when
<EMI ID = 73.1>
following this first phase of the heat treatment in accordance with the invention holds a sponge which does not adhere to the crucible, and
<EMI ID = 74.1>
<EMI ID = 75.1>
<EMI ID = 76.1>
metals that constitute the sponge, have a very high melting temperature, so that they are not found at any time
<EMI ID = 77.1>
<EMI ID = 78.1>
<EMI ID = 79.1>
Therefore, only liquid aluminum would likely
<EMI ID = 80.1>
there can be no pollution.
The intermetallic sponge obtained following this
<EMI ID = 81.1>
<EMI ID = 82.1>
<EMI ID = 83.1>
pollution by the crucible; Aluminum and sub-oxides <EMI ID = 84.1>
thermal ment is essentially characterized in that it
<EMI ID = 85.1>
<EMI ID = 86.1>
height / diameter ratio is advantageously between 1.7
<EMI ID = 87.1>
perpendicular to the metal "to be treated.
<EMI ID = 88.1> <EMI ID = 89.1> An Ionization gauge 14 and a sight 15 are
furthermore mounted on enclosure 1.
<EMI ID = 90.1> <EMI ID = 91.1>
<EMI ID = 92.1>
<EMI ID = 93.1>
<EMI ID = 94.1>
The whole is driven by a translational movement and a
<EMI ID = 95.1>
<EMI ID = 96.1>
ensure protection at the start of the operation "<EMI ID = 97.1>
<EMI ID = 98.1>
an increase 24, also provided with a liquid circulation
<EMI ID = 99.1>
, 28
<EMI ID = 100.1>
<EMI ID = 101.1> <EMI ID = 102.1>
the installation, according to one of its embodiments and comprising a device 29 for grinding the refractory metal "
<EMI ID = 103.1>
heat treatment phase, a device 31 for grinding the metal sponge obtained following the first phase of the heat treatment, a device 32 for supplying the furnace
<EMI ID = 104.1>
It goes without saying that the mixture of oxide and reducing agent can be introduced as in the crucible as in the exeat-
<EMI ID = 105.1>
bar shape, which bar is processed in the electron beam, the metal produced flowing in the cooled crucible and being maintained there, under the action of the electron beam, in the liquid state,
It follows from the foregoing description that whatever the embodiments and applications adopted, a process for the production of refractory metals * and exhibiting high chemical reactivity is obtained, which makes it possible to obtain a pure metal directly at from the oxide or the ore, in
<EMI ID = 106.1>
electrons, or in a series of these installations or in the combination of a vacuum furnace or a controlled atmosphere "
<EMI ID = 107.1>
heating, and one or more furnaces for heating and melting by electron beam.
By way of nonlimiting examples, "the production of zirconium and hafnium by reduction of their oxides or ores with carbon, aluminum and calcium silicide. However, it will be easily understood that the process which is the subject of the invention also applies to the production of other refractory metals such as titanium, niobium,
molybdenum, tantalum, tungsten, vanadium etc ... as well
<EMI ID = 108.1>
than uranium.
Likewise, other reducing agents can be used; than those mentioned above as examples ".
The metal-making process refracted
and exhibiting high chemical reactivity, in accordance with the provisions of the invention, has real advantages over the processes for the production of these metals, previously
<EMI ID = 109.1> <EMI ID = 110.1> of completely reduced metals, in the pure metal state, and having satisfactory metallurgical characteristics *, <EMI ID = 111.1>
crucibles in which heat treatment takes place.
<EMI ID = 112.1>
tion is in no way limited to those of its modes of application or to those of its embodiments which have been specially explained in the foregoing; on the contrary, it embraces all the variants thereof, without departing from the framework or from the mind
of the invention.