"Procédé et compositions pour la réparation de pièces métalliques"
La présente invention est relative à des compositions métallurgiques et a pour bût plus particulier de prévoir des compositions pour la réparation de pièces constitutives de moules-.
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Un moule à lingot consiste habituellement! en* une masse
0*0000 au .00 000 0060
en fonte ouverte, par exemple de section transversale rectangulaire, d'une légère conicité vers l'intérieur pour faciliter l'enlèvement du lingot solidifié. Le moule est disposé sur une base en fonte qui forme le fond de la cavité de moulage. Cette même base est utilisée avec des moules de différentes dimensions, qui sont localisés centralement sur cette base. Le métal fondu, versé depuis le haut du moule lors de la coulée des lingots, tend en conséquence à heurter la même zone de la base. L'érosion progressive qui en résulte produit éventuellement un trou d'une profondeur inacceptable.
La présente invention est basée sur la découverte que l'on peut réaliser une réparation acceptable en remplissant le trou susdit par une matière inorganique, non métallique, résistant à l'usure, formée in situ. en vue de créer une surface de travail.
Suivant un aspect de la présente invention, on prévoit une composition destinée à être utilisée pour le remplissage d'un trou de ce genre, cette composition consistant en une composition engendrant de la chaleur, formée de composés solides qui réagissent ensemble de manière exothermique pour former un laitier fondu et, en mélange avec lui, une matière réfractaire en particules en une quantité telle que ces particules se lient ensemble grace à une matrice du laitier lors du refroidissement après la réaction exothermique. On prévoit en outre une base pour moule à lingot ou autre masse de métal ferreux présentant un trou qui est rempli sur au moins une partie de sa profondeur par une matière réfractaire en particules, liée par une matrice de laitier produite à partir d'une composition telle que définie ci-dessus.
On prévoit en outre un procédé de remplissage d'un trou existant dans une base pour moule à lingot ou autre masse <EMI ID=1.1>
de métal ferreux, qui comprend l'introduction d'une composition
telle que définie ci-dessus dans le trou en question et la réaction de cette composition in.situ.
La composition génératrice de chaleur est, de façon convenable, un métal en particules, qui est oxydé au cours de la réaction pour former le laitier. Une composition génératrice
de chaleur préférée de ce type est formée par un mélange d'une
poudre d'aluminium et d'un oxyde ferrique ou autre oxyde de fer,
qui réagit de façon exothermique pour donner de l'oxyde d'aluminium sous forme de laitier, et du fer métallique. Un tel mélange, connu sous le nom de thermite, est disponible sur le marché et s'utilise dans certaines opérations de soudage.
On a utilisé précédemment la thermite dans le but actuel mais de manière à remplir le trou précité par un bouton de soudure en fer métallique. Le laitier produit par la réaction exothermique est un produit indésirable que l'on rejette. En
raison de ses propriétés physiques, par exemple de son caractère cassant, il ne pourrait pas être utilisé pour former une surface
de travail utile. Le résultat est imparfait en ce sens que le
métal en fusion peut se fusionner avec le métal du bouton de
soudure, de sorte que ce dernier est retiré du trou lorsque le
lingot est lui-même séparé de la base. Par contre, la présente invention est utilisée de manière telle que le trou soit terminé
par la matière réfractaire liée par le laitier en vue de former
une matière ressemblant à de la brique. En dessous de la matière ressemblant à de la brique, on a un bouton de soudure produit à
titre de sous-produit de la réaction. Sa présence est accidentelle et la surface de travail est formée par la matière ressemblant à de la brique, qui crée cette surface de travail et présente une haute résistance aux chocs thermiques. Comme la matière <EMI ID=2.1>
son utilisation, on peut la réparer en utilisant des quantités appropriées de la composition susdite avant que le bouton de soudure ne soit mis à nu.
La matière réfractaire de la composition peut être du type des argiles réfractaires ou d'autres matières céramiques. De façon convenable, on peut utiliser des briques réfractaires
(par exemple récupérées de travaux d'aciérie) qui ont été réduites à la forme de particules, par exemple par écrasement. D'autres matières réfractaires sont le carbure de silicium, la magnésit'e, les amino-silicates, la dolomie calcinée, l'alumine
et des mélanges de ces matières. La magnésite est intéressante à cause de son coefficient favorable de dilatation. La dimension de particules n'est pas critique et, pour la plupart des besoins, on obtient un fini approprié en utilisant des briques réfractaires en particules ou une autre matière réfractaire d'une qualité grossière. On a obtenu de bons résultats avec des briques réfractaires écrasées et tamisées à une dimension de moins de 3,1 mm. On a obtenu des résultats améliorés avec des granules de briques réfractaires, qui traversent un tamis de 12,7 mm environ mais sont retenues sur un tamis d'environ 3,1 mm, probablement parce que l'on évite de fines particules qui ont une solubilité relativement élevée dans le laitier.
Une proportion convenable de la matière réfractaire peut être déterminée par une simple expérience. L'utilisation de briques réfractaires écrasées en une quantité de 15 à 30%,
de préférence d'environ 20% par rapport au poids de la composi- tion, donne des résultats satisfaisants avec de la thermite.con-
<EMI ID=3.1>
Suivant une variante du procédé tel que décrit ci-dessus,
"Method and compositions for the repair of metal parts"
The present invention relates to metallurgical compositions and its more particular aim is to provide compositions for the repair of component parts of molds.
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An ingot mold usually consists! in * a mass
0 * 0000 to .00 000 0060
of open cast iron, for example of rectangular cross section, with a slight inward taper to facilitate removal of the solidified ingot. The mold is placed on a cast iron base which forms the bottom of the mold cavity. This same base is used with molds of different dimensions, which are located centrally on this base. The molten metal, poured from the top of the mold during the casting of the ingots, therefore tends to strike the same area of the base. The resulting progressive erosion eventually produces a hole of unacceptable depth.
The present invention is based on the discovery that an acceptable repair can be achieved by filling the aforesaid hole with an inorganic, non-metallic, wear resistant material formed in situ. in order to create a work surface.
In accordance with one aspect of the present invention there is provided a composition for use in filling such a hole, said composition consisting of a heat-generating composition formed of solid compounds which react together exothermically to form a molten slag and, in admixture with it, a particulate refractory material in an amount such that these particles bind together by a matrix of the slag upon cooling after the exothermic reaction. There is further provided a base for an ingot mold or other mass of ferrous metal having a hole which is filled over at least a part of its depth with a particulate refractory material, bound by a slag matrix produced from a composition. as defined above.
There is also provided a method of filling an existing hole in a base for an ingot mold or other mass <EMI ID = 1.1>
of ferrous metal, which includes the introduction of a composition
as defined above in the hole in question and the reaction of this composition in.situ.
The heat generating composition is suitably a particulate metal, which is oxidized during the reaction to form the slag. A generating composition
preferred heat of this type is formed by a mixture of a
powder of aluminum and a ferric oxide or other iron oxide,
which reacts exothermically to give aluminum oxide as a slag, and metallic iron. Such a mixture, known as thermite, is commercially available and is used in certain welding operations.
Thermite has previously been used for the current purpose but so as to fill the aforementioned hole with a metal iron solder button. The slag produced by the exothermic reaction is an undesirable product which is discarded. In
due to its physical properties, for example its brittle nature, it could not be used to form a surface
useful work. The result is imperfect in that the
molten metal can fuse with the metal of the button
solder, so that the latter is removed from the hole when the
ingot is itself separated from the base. On the other hand, the present invention is used in such a way that the hole is completed.
by the refractory material bound by the slag in order to form
a brick-like material. Below the brick-like material there is a solder button produced at
as a by-product of the reaction. Its presence is accidental and the work surface is formed by the brick-like material, which creates this work surface and has a high resistance to thermal shock. As the material <EMI ID = 2.1>
Its use can be repaired by using appropriate amounts of the above composition before the weld button is exposed.
The refractory material of the composition may be of the type of refractory clays or other ceramic materials. Conveniently, refractory bricks can be used
(eg salvaged from steel works) which have been reduced to particulate form, eg by crushing. Other refractories are silicon carbide, magnesite, amino silicates, calcined dolomite, alumina.
and mixtures of these materials. Magnesite is interesting because of its favorable coefficient of expansion. Particle size is not critical and, for most purposes, a suitable finish is achieved by using particulate refractory bricks or other refractory material of coarse quality. Good results have been obtained with refractory bricks crushed and sieved to a dimension of less than 3.1 mm. Improved results have been obtained with refractory brick granules, which pass through a sieve of about 12.7 mm but are retained on a sieve of about 3.1 mm, probably because one avoids fine particles which have a size. relatively high solubility in slag.
A suitable proportion of the refractory material can be determined by simple experiment. The use of crushed refractory bricks in an amount of 15-30%,
preferably about 20% based on the weight of the composition gives satisfactory results with thermite.
<EMI ID = 3.1>
According to a variant of the method as described above,