BE664911A - - Google Patents

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BE664911A
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coke
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/02Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   La prdsente invention est relative à des moules et des noyaux utilisés pour couler des articles en métal, y compris      les métaux ferreux et non ferreux et leurs alliages, 
Il a été constaté que le coke fluide qui contient moins de 7% en poids de soufre constitue une matière remarqua- ble pour la coulée de métuux et peut être utilisé pour rempla- cer le subie;, partiellement ou entièrement, dans les moules et noyaux. Le coke fluide à faible teneur en soufre constitue, en lui-même ou en mélange avec du sable, conformément à la présente invention, une matière excellente pour former des mou- les verts, séchés et cuits, des noyaux verts et cuita, des revêtements de moule, des moules et noyaux en coquille, etc. 



   Le coke fluide constitue une matière idéale pour la coulée des métaux, parce qu'il est carboné, parce qu'il existe en grandes quantités et purce qu'il présente   naturellement   un calibre par. ticulaire semblable à celui du sable. 



   Des   résultats   supérieurs sont obtenus en utilisant du coke fluide comme matière pour la coulée de métaux, en ce sens que les   articles   coulés ont des dimensions plus exactes et une surface plus lisse, tandis qu'ils exigent des durées de refroi- dissement moindres. A couse du fuit que 1a dilatation thermique du coke fluide est notablement inférieure à celle des sables de fonderie habituels, les pièces çoulées peuvent présenter des trous d'évent dont les dimensions sont sensiblement réduites, ces trous d'évent pouvant même être éliminés. Ainsi, une plus grunde quantité de pièces coulées peuvent être obtenues à par- tir d'une musse fondue et la quantité de métal qui doit être 

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 renvoyée dans lu coupelle pour être refondue est sensiblement réduite.

   Un autre avantage du coke fluide réside dans le fait   qu'il   n'est pus "mouillé par le fer fondu, étant donné qu' il est de nature carbonée. Ceci permet d'obtenir une surface mé- tallique plus lisse et tend à empêcher la pénétration du métal et lu formation de veines. La présente invention concerne éga lement des moules ou noyaux de fonderie constitués de coke fluide   uyunt   une teneur en soufre inférieure à 7% en poids. 



   Le procédé de cokéfaction d'huiles du type   hydrocar-        bure en phase fluide a été recensent introduit dans les opéra- ; tions de raffinage du pétrole. Dans ce procédé de cokéfaction, une huile, qui est habituellement une huile résiduelle lourde, de fuible valeur, est transformée pur pyrolyse en   hydrocurbu-   res   relativement   légers et en coke, par contact avec des parti- cules solides finement divisées maintenues à une température comprise entre 454 à 816 C ou   davantage.   Les particules solides qui contiennent de 1a chaleur sont, de préférence, maintenues sous forme d'une couche fluidisée dans une zone de cokéfaction, mois le procédé peut aussi être exécuté dans une conduite de transfert.

   Le coke obtenu par la pyrolyse se dépose sur les particules solides   fluidisées,   couche par couche, et devient une partie de celles-ci. Bien qu'une certaine quantité du coke produit par le craqueage puisse être consommée pur combustion pour fournir de lu chaleur au procédé de cokéfaction, une quantité substantielle de coke est enlevée comme sous-produit. 



  Les particules solides contenunt de la chaleur qui sont norma- lement utilisées sont des particules de coke produites par le procédé, de façon que le coke obtenu comme sous-produit pré- sente une composition uniforme. Le coke fluide obtenu présente une teneur élevée en   curbone   avec une teneur en cendres et en soufre qui est   caractéristique   de l'huile de départ. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   Le calibre des particules solides porteuses de chaleur utilisées duns le procédé de cokéfaction est compris entre 0,03 -et 1 mm, le calibre moyen des   purticules   étant normalement com- pris entre 0,35 et 0,21 mm. Le coke obtenu comme sous-produit u sensiblement lu même granulométrie. Il se caractérise pur une forme sphérique ou ovoïde, une structure laminaire, une densité élevée et une dureté élevée, tondis qu'il diffère sen- siblement des cokes obtenus pur !a pyrolyse d'huiles et de so- lides hydrocarb onacés pur d'autres procédés. L'expression '(coke fluide" désigne le produit solide obtenu pur le procédé de coké- faction en phase fluide, c'est-à-dire le coke formé comme sous- produit ou le coke fluide "brut", ainsi que les formes truitées du coke fluide brut décrites plus loin. 



   Le pré-traitement préféré du coke fluide consiste à le calciner et/ou à le désulfurer, pour diminuer sa teneur en matières-volatiles et en soufre et pour augmenter su densité. 



   Le produit obtenu pur ce pré-truitement est qualifié, dans lu suite du présent mémoire, de   ;-coke   fluide calciné" Bien que le   truitement de désulfurution du coke fluide brut donne normalement lieu à une calcination ducoke, cecin'est pas nécessaire-   ment toujours vrai et l'expression "coke fluide calciné uti- lisée dans le présent mémoire englobe le coke fluide qui n'a été que désulfuré. 



   Lu calcination du coke fluide brut pour augmenter prin- cipulement su densité et diminuer sa teneur en matière vola- tiles peut se fuire par n'importe quelle méthode classique. En général, la   calcination   du coke fluide implique seulement le chauffage du coke à des températures relativement élevées, par exemple à une   température   de 982 C ou   davantage,   pendant une durée uppropriée.

   Ceci se fuit, de préférence, sous forme de 

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 phuse distincte du   procédé   de cokéfaction, encore que cette calcination puisse faire partie intégrante de ce procédé, au- quel cas on peut, pur exemple, segmenter le brûleur utilisé pour chauffer le coke fluide, de manière à former une zone   spé-   ciale à hauts température, dont le coke formé comme sous-produit peut être évacué.

   La calcination peut se ±pire pendant que le coke fluide se présente sous forme d'une couche fixe, d'une couche mobile ou d'une couche fluidisée, Un procédé préféré de calcinution consiste à.chauffer rapidement le coke fluide brut jusqu'à environ 1315-1538 C par contact direct avec des gaz de   ..;'   Carneau à température élevée ou avec des produits de combustion à température élevée,   puis 4   séparer rapidement le coke chauffé des gaz. Le   et-.ce   ainsi chauffé est alors maintenu sous forme d'une couche gravitante duns une chambre d'imprégnation garnie de matière réfractaire, pendant environ 1 heure, pour achever la calcination.

   Dans ce mode opératoire préféré, les composés sulfurés vol tils relativement non dilués pur des gaz de Car- neau peuvent être récupérés de la zone de calcination. 



   Les spécialistes comprendront que le coke fluide brut peut être calciné par usage répété dans le procédé de coulée, le terme calcination" englobant ce mode particulier de   calci-   nation. Ainsi, une petite quantité, pur exemple   5% ,  de coke fluide brut peut être ajoutée, de manière continue, au réser- voir de matières   utilisée/pour   former des moules et/ou des noyaux dans une fonderie et cette quantité peut atteindre un degré approprié de calcination par usage répété. 



   Lu désulfuration du coke fluide brut ou du coke fluide qui a été calciné peut se faire àe diverses manières. Un procédé préféré consiste à oxyder le coke, en le fluidisant avec un gaz contenant de l'oxygène à une température comprise entre 315 - 816 C, pendant une durée suffisante, pour consommer plus de   3%   

 <Desc/Clms Page number 5> 

 'en poids du coke fluide. Un procédé préféré de désulfuration comprend ce traitement d'oxydation suivi d'une hydrogénation   , à   l'aide d'un gaz contenant de l'hydrogène libre à des   tempé-   ratures supérieures à 593 C Dans certains cas, le coke fluide peut être désulfuré, sons traitement préliminaire, pbr contact avec un gaz désulfurant, tel que l'hydrogène, 1'am- moniac, l'anhydride sulfureux, etc.

   Lorsqu'on utilise de l'hy-      drogène, on préfère maintenir lu température à une valeur su- périeure à   593 C;   lorsqu'on utilise de l'anhydride sulfureux, la température est, de préférence, maintenue à une valeur su- périeure à 982 C Par ailleurs, dos pressions d'environ   2,45   à 
7 kg/cm2 ou davantage sont utilisubles au cours de la désul- furution. 



   Au lieu d'être truité par un gaz désulfurant, le coke peut être désulfuré simplement pur un truitement thermique à haute température. Ainsi, à des températures d'environ 1315 - 
1538 C les composés sulfurés contenus duns le coke peuvent être séparés et chassés. A la température lu moins élevée, plusieurs heures de traitement thermique peuvent être nécessai- res pour éliminer le soufre. 



   Duns   certaines   applications, il peut être souhaitable en plus (le la calcination du coke, de traiter encore celui-ci préalablement à l'aide d'un solvant ou de l'imprégner d'une ma- tière appropriée, telle que du verre soluble ou du graphite fi- nement divisé, pour diminuer sa porosité. 



   Le   tableau   1 est donné pour illustrer le changement qui se produit dans les propriétés du coke, lors des divers traitements de coke fluide brut. Les exemples donnés pour cha que type de coke sont basés sur du coke fluide brut ayant un calibre moyen des purticules d'environ 235 microns, obtenu pur 

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 EMI6.1 
 cokéfaction en phuse fluide d'un résidu dtHawkins, eaytxat une -. densité,'d;

  . 4,3  A.P.I., une teneur eecurbone de Conradson de 26% on,rpoids, un point d'ébullition initial de 472"C (rapporté à la pression atmosphérique) et un point d'ébullition de 10% de 543 C La cokéfaction s'est effectuée à une température   d'environ   537 C    L'exemple se rapportant au coke fluide calciné est base sur le traitement d'un coke fluide brut, sous forme d'une   
 EMI6.2 
 j; uche fluide gruvittinte, dons une. chambre de cJicinution ver- '/icale allongée, à une tempéroture d'environ 1149C pendant      une durée tallant jusqu'à environ 15 heures. 



   L'exemple relatif au coke fluide désulfuré est basé sur le traitement de coke fluide brut sous   òrne   d'une couche 
 EMI6.3 
 .. mobile gravitante, dans une tour de culcinition verticale chnufféo   ;¯.É, extérieurement et garnie intérieurement do briques en carbure 'do silicium. Le cokc y étô chauffé à une température atteignant environ 1315 G ependant une durée d'environ 24 heures, en pré- sence d'une petite'quantité d'azote servant de gaz de stripage. 



     Tableau   1 Exemples 
 EMI6.4 
 
<tb> coke <SEP> coke <SEP> coke <SEP> fluide
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> fluide <SEP> fluide <SEP> de <SEP> sulfuré <SEP> 
<tb> 
 
 EMI6.5 
 --¯..¯-,.¯-..¯¯....¯..¯-1>r-'Jj.¯- calciné calibre;, IF.F,S.Io. 52 68 75 . 



  Densité vraie, gj cC 1, .g 1,95 . 1, 86, Densitq.''uppnrente,g/cm3 1,152 1,152 1,152 
 EMI6.6 
 
<tb> Humidité: <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 0,5 <SEP> néant <SEP> néant
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Soufre, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 6,7 <SEP> 5,9 <SEP> 2,0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Cendre, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 0,6 <SEP> 0,8 <SEP> 0,3
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Carbone, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 88,3 <SEP> 93,1 <SEP> 97,7
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Hydrogène, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 1,8 <SEP> néant <SEP> néant
<tb> 
 
 EMI6.7 
 /1 ifiatière volatile, % en pds.

   5,6 0,2 néant 
 EMI6.8 
 
<tb> Perméabilité <SEP> de <SEP> buse <SEP> 25/45 <SEP> 25/45 <SEP> 25/45
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 
 EMI7.1 
 De manière gén'érale, la culcinotlpn du coke fluide qui a normalement une   teneur   en soufre de 1 à 2% en poids, réduit 
 EMI7.2 
 su teneur en matière volatile à une teneur inférieure à 1% en poids et sa teneur en soufre de 5 à 20%, undis qu'elle aug- 
 EMI7.3 
 -" mente su densité vér,jtrbljusquà une VU1{!U1 supérieure à 1,7 g/ /  ' ,CC".,LO j lu teneur en;sou]Fre à une teneur !;.: '¯ iÀéé4éùÀà' à 3% .

   On préfère -¯ du coke ,fluide ,, , ; ' ) ':,!f" . -" ".tossédnt des caractéristiques tombunt duns .ës limites, cul on obtient des   résultais   meilleurs que ceus obtenus lors de   l'utilisution   de   coke,fluide   brut. '- 
 EMI7.4 
 Le coke fluide -eSt utilise, de ptéf6rence, comme constl.. 
 EMI7.5 
 tuant principnl duns les moulc.., noyaux, matières de nettoyage, niutièrés de revêtement de moules,.matières"de garnissage de moules, etc., où il remplace entiè;cièt le '5i>ble,¯ Cependant,   .le   coke fluide peut aussi être utilisé on quantités'moins éle- 
 EMI7.6 
 vées, en mélange uvee du siible ou en peti ;es quantités (0,5 à      
 EMI7.7 
 . 25$) , comme matière d'addition.

   N'importe fue1 type de moule et/ou de noyau peut être obtenu 'conformément à la présente in- vention, notamment, par exemple, des côq2i7,1e: vartes, séchées à 4 zir et cuites, des moules de srble,dhuile de ciment, des coquilles vertes séchces à l'nir et cuites par lè"9rocédé." '1 au C02 et des noyaux au cimenta Les moules et noyaux peuver ., < être formés à lu main ou à   l'aide     d'un   équipement mécunique.      
 EMI7.8 
 



  Lorsqu'il présente des dimensions particulair'cs réduites, le coke fluide peut servir d'ingrédient dans les produits de net- toyage des moules et noyaux. 



   Pour la   préparation   de'moules, de noyaux et de pro- duits de lavage au de nettoyage, le coke fluide est mélangé aux matières d'addition communément utilisées pour la   préparation   et la mise en forme des moules et noyaux de fonderie, pur exemple 

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 de   l'euu,   des huiles, des huiles de noyaux compoundées, des huiles marines, de l'oxyde de òres huiles siccatives, de la silice et de lu farine de plis, de   la   dextrine, du charbon de mer, des céréales,   l'urgile,   des sucres, du sulfite de li- gnine, des résines thermodurcissables et   thermoplastiques,   de lu poix et des colophanes, avec des 'produits de   lavage   de moulés et de noyaux,

   des ingrédients formant des charges éven- tuellement sous forme de pâte, tels que de l'eau, du graphite, de lu plombugine, du charbon de mer, des résines, de 1'huile de mais, des mélusses, de   l'argile,   des solvants orguniques, de la dextrine, de lu gélatine, du zircon et des furines de silice. Les moules et noyaux en coke fluide peuvent être uti- lisés pour la coulée de métuux ferreux et non ferreux et leurs alliages, y compris la fonte grise, lu fonte modulnire ctemallé- ble,   1'aluminium,   le magnésium, le cuivre, le plomb, etc., uin- si que les alliage à buse d'acier et à buse de cuivre. 



   Le coke fluide calciné utilisé comme   matière   pour la coulée de métuux   dùnne   un produit coulé de qualité supérieure. 



  Les produits coulés possèdent des dimensions do surface plus exuctes et des contours extérieurs et intérieurs plus   eucts,   lundis qu'il présente une surface plus purfaite, Des défauts de coulée moins nombreux sont   constatés.   



   La   dilutution   thermique   relutivement.   faible du coko fluide,   en.     compuruison   des subles classiques pour moules et noyaux, constitue une   caractéristique   très   souhuituble.   Elle donne lieu à moins de défauts de coulée qui sont attribuables aux forces de dilatation et de contraction développées dans le moule et/ou le noyuu par la chaleur du métal au cours do lu cou- lée et peu uprès   colle-ci.   Le coke fluide s'est avéré au moins équivalent, sinon supérieur au   subie   de zircon à cet égard. 

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    ,   
Un moule en coke fluide a une dilatation égale à 1/10à 1/7 lème de celle d'un moule de sable classique. La dilatation   thermi-   que relativement faible du coke fluide et ses   caractéristiques   de transfert de chaleur plus rapide permettent la coulée d'un métal en utilisant un trou d'évent plus petit ou un nombre moindre de trous d'évent, ce qui réduit sensiblement la quantité de métal-qui doit être recyclé. Le coke fluide produit une bonne atmosphère réductrice, lorsqu'on coule un moule, même lorsqu'il est utilisé comme mntière d'addition. 



   .Le refroidissement plus rapide obtenu pur l'utilisa- tion du coke fluide permet de réaliser des durées plus courtes de refroidissement des moules. Lorsqu'on coule des métaux non ferreux, tels que le laiton et l'aluminium, cette vitesse de refroidissement plus élevée donne des produits coulés ayant un grain et une structure plus fine que ceux   normalement   obte- nus, ce qui est très désirable. Les spécialistes   comprendront   que la conductibilité thermique plus élevée du coke fluide en comparaison du subie diminue,, dans une mesure   appréciable,   les durées et/ou les températures de cuisson des moules et noyaux cuits, tandis qu'elle permet :une cuisson plus   uniforne.   



   Etant donné que le coke fluide a une densité apprente   ' inférieure/environ     20%   à celle du sable classique, un pods moindre de matière peut être utilisé, ce qui diminue lei frais de manipulation. Il a été constaté que, lorsqu'on coule des aciers, il se produit un effet de sémentation causé par le coke fluide, ce qui est souhaitable dans certains cas.

   Avec de lu      fonte grise entièrement saturée de carbone, la   matière   carbonée n'affecte pus la coulée,   Etant   donné que le coke fluid est constitué pur du carbone sensiblement pur, le fer fodu n'a pas tendance à mouiller le coke ou à   adhérer   à cel ci 

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 Ceci réduit fortement ou élimine la pénétration du métal, la   fonnation   de veines, etc. et uméliore le fini de la surface des pièces coulées; Lorsqu'on utilise du sable classique, il peut se former du silicate de fer, qui constitue une scorie à bus point de fusion et un précurseur pour lu formation de veines, Ceci ne peut pas se produire avec le coke fluide. 



   Il est essentiel que   lu   teneur en soufre du coke fluide soit inférieure à 7% en poids, à cause des fumées engendrées et/ou pour réduire à un minimum l'absorption de soufre par la surface de lu pièce coulée. Avec les métaux ferreux, en parti- culier lu fonte grise on préfère utiliser du coke fluide ayant une teneur en soufre   inférieur;:-  3% en poids, parce qu'une teneur plus élevée ensoufre peut donner lieu à une formation appréciable de sulfure de fer à la surface de la pièce coulée. 



  Ceci peut produire un durcissement ot un fendillement indésina- bles de la surface. Cependant, dans certains cas, ceci peut constituer un   avantage,   par exemple lorsque le fer est compoun- dé avec du manganèse. Le soufre contenu duns le coke, forme, de préférence, du sulfure de manganèse, qui confère des proprié- tés amélioirées à la pièce coulée. Avec les métaux non ferreux, la présence de soufre peut également n'être pus nécessairement   défavorable,   en particulier lorsqu'il   s'ogit   de couler du lai- ton et de l'aluminium.

   Lorsqu'on coule du   magnésium,   on peut préférer utiliser du coke fluide brut à teneur plus élevée en soufre, parce que le soufre .est normalement utilisé comme inhi- biteur dans les mélanges utilisés pour les moules et noyaux, pour lu coulée du magnésium. 



   De manière générale, il a été constaté que des   quunti-   tés plus élevées de certaines mutières d'addition doivent être utilisées, lorsqu'on compose des moules verts de coke fluide, tondis que la quantité d'autres types de matières d'addition 

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 normalement utilisées peut être réduite ou-éliminée, par rapport à celle normalement utilisée avec le sable. Ainsi, on peut utiliser jusqu'à 50% d'eau de plus avec le coke fluide. 



  Lorsqu'on utilise des huiles, telles que des huiles siccatives, des huiles marines, et/ou des huiles classiques pour noyaux, la quuntité d'huile utilisée est normalement quelque peu su- périeure à celle utilisée avec les sables pour noyaux, à cause du volume plus élevé du coke fluide pur unité de poids. Avec les moules et noyaux, on préfère imprégner complètement les particules de coke d'eau, avant d'ajouter un liant liquide. 



   Le coke fluide est réduit, si on le désire, en poudre avant ou   uprès   calcination et il est ensuite tamisé pour obte- nir   lu   répartition voulue des calibres des   particules   ncessaires dans le procédé de coulée particulier envisagé. 



   Des essais ont été effectués pour déterminer les di-      verses applications pour lesquelles on peut utiliser du coke   fluide.   De la fonte   Brisa,   de   l'acier,   du   bronza,   du laiton et de   l'aluminium   ont été coulés dans des installations industriel- les, en utilisant du coke fluide brut, calciné ou à calciné et désulfuré, pour formar dos moules verts, des moules en coquille et dos noyaux. Le procédé do formation des moules et de coulée utilisé duns certains cas était conforme à celui utilisé pour la fabrication d'articles manufacturés commerciaux.Du coke fluide a été utilisé pour remplacer entièrement   ou   partiellement le sable de moulage classique.

   Des essais ont été également exécutés dans des conditions plus sévères de coulée de bronze, en particulier pour la coulée de palettes de pompes en bronze, ou du sable de zion est utilisé, à cause de ses faibles carac-   .téristiques   de   dilatation   thermique, pour obtenir une bonne pièce coulée. 

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   - Dons tous les cas, on o constaté que le coke fluide   calciné   produit une pièce coulée de qualité égale ou même sou- vent supérieure à celle du produit coulé classique. Compte te- nue des caractéristiques physiques différentes du coke fluide, les procédés de moulage utilisés étaient sensiblement les mêmes. 



   Exemple 1 
On a utilisé du coke fluide pour former un couvercle et un moule pour la coulée d'une tâte de pompe du commerce. La tête de pompe en fonte grise est coulée dans un des moules en coke fluide brute en coke fluide calciné et désulfuré et en sable de moulage classique. Des propriétés physiques du coke brut et du coke calciné sont données dans le tableau I. Le cu-   - libre   dos part;.cules du coke fluide et du   soble   sont donnés duns le tableau II et la composition et les propriétés des moules sont données dans le   tubleuu   IïI. 



   Tableau II 
 EMI12.1 
 
<tb> largeur <SEP> de <SEP> coke <SEP> brut <SEP> Coke <SEP> culciné <SEP> Sable
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> maille <SEP> du <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> ternis <SEP> retenu <SEP> retenu <SEP> retenu
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 3,36 <SEP> mm <SEP> 0,2 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1,68 <SEP> mm <SEP> 0,2 <SEP> 0,8 <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0,84 <SEP> mm <SEP> 0,4 <SEP> 1,0 <SEP> 0,2
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0,59 <SEP> mm <SEP> 0,2 <SEP> 2,6 <SEP> 0,4
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0,42 <SEP> mm <SEP> 2,0 <SEP> 3,6 <SEP> 3,8
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0,297 <SEP> mm <SEP> 32,2 <SEP> 12,3 <SEP> 17,0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0,210 <SEP> mm <SEP> 43,8 <SEP> 28,7 <SEP> 34,

  4
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0,149 <SEP> mm <SEP> 15,6 <SEP> 23,0 <SEP> 30,2
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0,105 <SEP> mm <SEP> 3,4 <SEP> 15,1 <SEP> 8,8
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0,074 <SEP> mm <SEP> 1,4 <SEP> 8,7 <SEP> 2,4
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 0,053 <SEP> mm <SEP> 0,2 <SEP> 2,2 <SEP> 0,8
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Tout <SEP> 0,2 <SEP> 2,0 <SEP> 0,6
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> ¯¯¯ <SEP> ¯¯¯ <SEP> argile <SEP> .0.5 <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Finesse <SEP> A.F.S.

   <SEP> 52,7 <SEP> 75 <SEP> 63
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 13> 

 Tableau III 
 EMI13.1 
 
<tb> Coke <SEP> Mélange <SEP> à <SEP> Mélange <SEP> à <SEP> base
<tb> fluide <SEP> buse <SEP> de <SEP> de <SEP> sable <SEP> ciassibrut <SEP> coke <SEP> fluide <SEP> que
<tb> calciné
<tb> 
<tb> Composition <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> Coke <SEP> fluide'brut <SEP> 100
<tb> 
<tb> Coke <SEP> fluide
<tb> calciné2 <SEP> - <SEP> 100
<tb> 
<tb> Sable <SEP> - <SEP> - <SEP> 100
<tb> 
 
 EMI13.2 
 Y4ogul-â- liant à 
 EMI13.3 
 
<tb> base <SEP> de <SEP> céréale <SEP> 1,2 <SEP> 1,2 <SEP> env, <SEP> 1,2
<tb> 
<tb> Farine <SEP> de
<tb> froment <SEP> - <SEP> 1,0
<tb> 
<tb> Farine <SEP> de <SEP> bois <SEP> - <SEP> -
<tb> 
<tb> Bentonitede
<tb> l'ouest <SEP> des
<tb> U.S.A. <SEP> 3,9 <SEP> 3.9 <SEP> env.

   <SEP> 2,9
<tb> Bentonitedu
<tb> 
 
 EMI13.4 
 sud des U,S.A, - - 508 
 EMI13.5 
 
<tb> Charbon <SEP> de <SEP> mer <SEP> - <SEP> - <SEP> 4.4
<tb> 
 
 EMI13.6 
 Eau 5,6 5eo 4,2 
 EMI13.7 
 
<tb> Propriétés <SEP> physiques
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Perméabilité <SEP> des
<tb> 
<tb> 
<tb> produits <SEP> 130 <SEP> 35 <SEP> 120
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la
<tb> 
<tb> 
<tb> compression <SEP> des
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> produits <SEP> 0,378 <SEP> 0,211 <SEP> 0,392
<tb> 
<tb> 
<tb> verte <SEP> kg/cm2
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Déformation,% <SEP> 0,027 <SEP> 0,022 <SEP> 0,01
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> chaud
<tb> 
 
 EMI13.8 
 815"Cgkg/cm2) ?.49 27,65 6,44 
 EMI13.9 
 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> chaud
<tb> 
 
 EMI13.10 
 1093 C kg/cm2 0,14 1,4 .1,26 Dilatation thermique 0,004 .0,022 à $15 C ;

  em/cm Oo,003 0,004 .0,022 
 EMI13.11 
 
<tb> Dureté <SEP> de <SEP> module,
<tb> 
<tb> couvercle <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 55
<tb> 
<tb> Dureté <SEP> du <SEP> module,
<tb> 
<tb> cuvette <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 75
<tb> 
<tb> 
<tb> Température <SEP> de
<tb> 
<tb> coulée, <SEP> 0 C <SEP> 1415 <SEP> 1415 <SEP> 1393
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 1 Ce tableau et les tableaux suivants sont basés sur du coke (et du sable, le cas échéant) formant un total de 100% en poids, tous les autres ingrédients étant en % en poids par rapport au coke et/ou au sable, 2 coke fluide calciné 3 en 3 min., puis contraction jusqu'à -0,024 cm/cm en 12 min. 



   Dans des essais ultérieurs, on a constaté qu'une demi- heure après'la coulée des pièces, lorsque les moules ont été désagrégés, la pièce coulée dans le moule classique était rouge cerise, alors que les pièces coulées dans le moule en coke fluide brut et en coke fluide   calcine   étaient noires. Ceci montre que le coke fluide a une ductibillité thermique beau- coup plus élevée, ce qui estsoubvatiabe étant donné que cette conductibilité thermique plus élevée réduit lu contraction de la pièce coulée à un minimum. 



   Exemple II 
Du coke fluide en particules de granulométrie indiquée dans le tableau II a été utilisé pour fabriquer un moule pour la coulée de bronze ayant les spécifications suivantes: 
Laiton ? 165 "M" USN-A.STM B 30 Alloy 2A - Lingots à base de cuivre   A.S.T.M.   milb 16541- pièces coulées en bronze.   Tan- '   dis qu'on a coulé du bronze dans un moule en coke fluide CALCI- né, une pièce coulée identique a été coulée dans un moule clas- sique de sable. Lu composition et les propriétés des moules sont indiquées dans le tableau IV. 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 



    Tableau IV    
 EMI15.1 
 
<tb> Composition <SEP> Mélange <SEP> à <SEP> base <SEP> Mélange <SEP> à <SEP> base
<tb> 
<tb> de <SEP> coke <SEP> fluide <SEP> de <SEP> sable
<tb> 
<tb> calciné <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> ' <SEP> , <SEP> 
<tb> 
<tb> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Sable <SEP> - <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Coke <SEP> calciné <SEP> 100
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Bentonite <SEP> du <SEP> Sud <SEP> des <SEP> U.S.A.

   <SEP> 5,1 <SEP> 4.8
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Poix <SEP> 1,0 <SEP> 1,0
<tb> 
<tb> 
<tb> Eau <SEP> 3,9 <SEP> 3,4
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Propriétés <SEP> physiques
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Humidité, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 3,8 <SEP> 3,3
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Perméabilité <SEP> des <SEP> produits <SEP> verts <SEP> 37 <SEP> 52
<tb> 
 
 EMI15.2 
 Résistance'' à la compression du 
 EMI15.3 
 
<tb> produit <SEP> vert <SEP> en <SEP> kg/cm2 <SEP> 0,329 <SEP> 0,574
<tb> 
<tb> Déformation, <SEP> % <SEP> 0,021 <SEP> 0,012
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> chaud <SEP> à <SEP> 815 c <SEP> kg/cm2 <SEP> 12,6 <SEP> 12,6
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> chaud <SEP> à <SEP> 1093 C <SEP> " <SEP> 0,42 <SEP> 7,14
<tb> 
<tb> Dureté <SEP> du <SEP> moule,couvercle <SEP> 45 <SEP> 75
<tb> 
<tb> Dureté <SEP> du <SEP> moule,

   <SEP> cuvette <SEP> 55 <SEP> 75
<tb> 
<tb> Température <SEP> de <SEP> coulée. <SEP> C <SEP> 1232 <SEP> 1232
<tb> 
 
Exemple III 
Du coke fluide a été utilisé pour former des moules en coquille pour couler un bottier d'une perforatrice en alu- minium du commerce. Du coke fluide calciné et   désulfurisé   ayant   lu   granulométrie indiquée dans le   tableau   II a été   mélangé   à 
6,1%   d'une   résine phénolique commerciale   faisant   office de liant et le mélange a été utilisé pour former le moule en co- quille. Des moules en coquille pour la coulée du boîtier susdit ont également été préparés à l'aide de sable mélangé à 6,1% du même liant phénolique du commerce. Les noyaux utilisés ont été constitués de sable et non de coke fluide.

   La pièce coulée avec¯ , les moules en coke fluide avait   urne   surface, une structure de 

 <Desc/Clms Page number 16> 

 grain métallique et des dimensions meilleures que les pièces cou- lées obtenues par les procédés classiques de moulage en coquille. 



   Cet exemple montre que de meilleurs résultats sont obtenus lors- qu'on utilise du coke fluide comme   matière   pour la coulée de mé- taux, en particulier   d'aluminium.   



     Exemple   IV 
Du coke fluide calciné et désulfuré o été utilisé seul ou en mélunge avec du sable de zircon, pour former des noyaux pour une hélice de pompe en bronze nécessitant un degré élevé de perfection. Le tableau V indique les compositions des noyaux et do noyaux similaires obtenus à partir de sable de zircon clus- sique, tandis que le tableau VI indique les propriétés dos noyuux 
Après cuisson dans un four à environ 238 C pendant 1,5 heure, tous les noyaux ont été recouverts d'un produit à base de silice et séchés pendant 30 minutes dons le four. Le bronze a été cou- lé à 1580 C simultanément dans des moules comportant des noyaux en sable de zircon et des moules   comportunt   des noyaux en coke fluide. Des moules étaient des moules classiques contenunt de la poix comme liunt et cuits. 



   Tableau IV 
 EMI16.1 
 
<tb> Clussique <SEP> invention
<tb> 
<tb> 
<tb> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Sable <SEP> de <SEP> zircon <SEP> .100 <SEP> -
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Coke <SEP> fluide <SEP> de <SEP> moins <SEP> de <SEP> 0,25mm <SEP> - <SEP> 38
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Coke <SEP> fluide <SEP> de <SEP> moins <SEP> de <SEP> 2,38 <SEP> mn <SEP> - <SEP> 62
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Nogul <SEP> k <SEP> liant <SEP> à <SEP> buse <SEP> de <SEP> céréale <SEP> - <SEP> 2,0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Huile <SEP> pour <SEP> noyau <SEP> 0,5 <SEP> 2,0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Eau <SEP> 0,8 <SEP> 2,0
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 Tableau V 
 EMI17.1 
 
<tb> Classique <SEP> Invention
<tb> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Humidité, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 0,8 <SEP> 7,

  0
<tb> 
<tb> Perméabilité <SEP> à <SEP> sec <SEP> 39 <SEP> 39
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> (lobe) <SEP> 25,7 <SEP> +
<tb> 
<tb> Dureté <SEP> (résistance <SEP> uu
<tb> griffage) <SEP> 98
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> tractions <SEP> 118
<tb> après <SEP> 1,75 <SEP> hre <SEP> à <SEP> 260 C <SEP> - <SEP> . <SEP> 118
<tb> 
<tb> Dureté <SEP> (résistance <SEP> au
<tb> griffage), <SEP> après <SEP> 1,75 <SEP> hre <SEP> à <SEP> 260 C <SEP> - <SEP> 100
<tb> 
 
Des noyaux contenant du coke fluide et du subie dans les proportions de 25/75,   50/50   et   75/25   ont été fabriquées et se sont révélés   satisfaisants,   en comparaison des noyuux clas- siques. 



   Un échantillon de noyau cuit A.F.S d'une épaisseur de 2,54 cm comprenant 2% de céréale,   2%   d'huile, 4%   d'eau,   50% de coke fluide calciné et 50% de sable pour noyaux   a   été cuit à 4,4 et sa résistance maximale s'est manifestée en moins de   45'minutes.   Ceci illustre la meilleure conducti- bilité thermique du coke fluide, étant donné que les noyaux *de sable exigent normalement une durée de cuisson plus longue. 



   Le tableau suivant   VII   indique des proportions préfé- rées des compositions utilisables pour   former,des   moules et noyaux verts, cuits contenant de l'huile comme liant, ces mou- les et noyaux constituant dos , applications préférées du coke fluide.

   

 <Desc/Clms Page number 18> 

 
 EMI18.1 
 Tnlhleou VII Compositions des moules et noyaux 
 EMI18.2 
 
<tb> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> Verts <SEP> cuits <SEP> coquilles
<tb> 
<tb> 
<tb> Coke <SEP> fluide <SEP> 25 <SEP> -100 <SEP> % <SEP> 25- <SEP> 100% <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 100%
<tb> 
<tb> 
<tb> Subie <SEP> reste <SEP> reste <SEP> reste
<tb> 
 
 EMI18.3 
 euu 4 10% <10% 
 EMI18.4 
 
<tb> Bentonite <SEP> <10%
<tb> 
<tb> Céréale <SEP> < <SEP> 4% <SEP> < <SEP> 4%
<tb> 
<tb> Résine- <SEP> <12%
<tb> 
<tb> Huile <SEP> <4%
<tb> 
 
Les spécialistes comprendront que, par suite de la nature carbonée de 1a nouvelle matière de coulée, on peut, dans de nombreux case se passer des matières d'addition clas- siques telles que poix, plombagine, gruphite et charbon de mer utilisés jusqu'ici avec les sables de moulage. 



   On voit que l'emploi de coke fluide donne un procédé de coulée qui est plus rapide et permet d'obtenir un produit coulé dont la précision et les caractéristiques de surface sont meilleures, en raison du fait que le mouvement du moule est réduit à un minimum. Un avantage qui résulte également de l'em ploi de coke fluide réside dans le fait que les trous d'évent peuvent être éliminés ou sensiblement réduits en dimension ,ce 
 EMI18.5 
 qui permet aux fonderies d atte3i.re un rendement proche de 100%, en   évitant   ou en réduisant à un minimum la   rcfusion   des noyuux servant aux trous   d'évent.  D'autres avantages de l'utilisation du coke fluide résident dans le fuit qu'ils possèdent un fuible coefficient de   dilatation   thermique et une conductibilité ther.- mique élevée,

   en comparaison du sable, tandis qu'il n'est pas mouillé par le fer fondu.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS 1 Moule ou noyau de fonderie constitué de coke fluide ayant une teneur on soufre inférieure à 7% en poids.
    2.- Moule ou noyau de fonderie constitué de coke fluide ayant une teneur en soufre inférieure à 7% en poids et de sa- ble en une quantité pouvant aller jusqu'à 75% en poids.
    3.- Moule ou noyau de fonderie suivant l'une ou l'outre des revendications 1 et 2, caractérisé ence que le coke fluide a une/teneur en soufre inférieure à 3% en poids.
    4.- Houle ou noyau de fonderie suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3. caractérisa en ce que le coke fluide est calciné, de manière à ;avoir une densité supérieure à 1.7 g/cc et une teneur en matière volatile inférieure à 1% en poids.
    5.- Moule ou noyau de fonderie suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, en substance, tel que décrit plus haut, notamment dans les exemples.
    6. - Procédé de coulée de métaux, caractérisé en ce qu'on forme un, moule ayant 1a forme désirée à purtir d'une matière constituée pur du coke fluide ayant une teneur en soufre infé- rieure à 7% en poids, on verse du métal fondu dans le moule , on permet au métal vinsi versé dans le moule de se refroidir et de se solidifier et on retire la pièce métallique solide du moule,
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