Procédé pour empêcher la formation de croûte dans les bains d'alliages d'aluminium et de fer. On rencontre de sérieuses difficultés dans la fabrication d'alliages d'aluminium et de fer ou d'acier, et dans la coulée de ces al liages. fondus.
Lors de la fabrication, le fer est généra lement d'abord fondu dans le creuset ou four, qui est pourvu d'un garnissage basique, géné ralement en magnésite, et les scories sont en levées. La quantité requise d'aluminium est alors ajoutée à l'état solide au fer fondu. Lorsque tout l'aluminium a été dissous, on aperçoit une croûte solide de déchet flottant à la surface du bain de métal, en particu lier à sa jonction avec le garnissage du creu set ou four.
Il est pour ainsi dire impossible d'enlever cette croûte solide suffisamment complètement pour que, lorsque le métal est versé, des particules de celle-ci ne se mélan gent pas avec le métal, ces particules produi sant des défauts dans les lingots et pièces coulées et des points d'affaiblissement dans les produits finis.
Un autre inconvénient est la rapidité avec laquelle la capacité ou contenance du creuset ou four garni diminue par "accroisse- ment" du garnissage. En raison de ce fait, le nombre de charges qui peuvent être fondues dans le creuset ou four avant de le regarnir à nouveau est très petit, généralement pas plus de deux. Cela est très important, parce que les alliages envisagés réussissent le mieux dans un four électrique à induction, de sorte que ce travail n'est limité qu'à une petite échelle. En outre, l'accroissement du garnis sage signifie une perte en rendement électri que dans le four.
Le même genre d'inconvénient est pro voqué par la formation d'une croûte de dé chet pendant le versement du métal fondu de bassins de coulée ou de cuillères à bec d'écou lement lors de la coulée du métal dans des lingotières ou dans des moules plis petits. Dans les bassins à coulée, l'orifice de cou lée devient de plus en plus petit et il se forme une grosse masse de déchet en agglo mération inutilisable qui ne peut être enle vée qu'en cassant le bassin. Il en est de même dans les cuillères de coulée où cette agglomé ration réduit grandement la capacité ou con tenance des cuillères.
La présente invention se base sur l'obser vation que de la fluorine (spath fluor) a un effet spécial pour empêcher la formation de la croûte de déchet qui donne lieu aux incon vénients précités. Elle consiste en ce qu'on incorpore de la fluorine dans la masse for mant l'alliage d'aluminium et de fer, soit pendant l'opération de fusion de celui-ci, lors de la fabrication ou de la refonte de l'al liage, soit au moment de la coulée de l'alliage fondu.
Dans la production de l'alliage envisagé, par exemple, le mieux est de procéder comme suit: On introduit la fluorine, préférablement à l'état de poudre, dans le creuset ou four immédiatement avant la charge de fer solide ou conjointement avec celle-ci; lorsque cette dernière est fondue, les scories sont enlevées et une quantité ultérieure de fluorine est ajou tée immédiatement avant l'addition des pre mières pièces d'aluminium; ensuite de plus petites quantités de fluorine sont ajoutées pendant que le reste de l'aluminium est intro duit et jusqu'à ce qu'on procède à la coulée de la charge d'alliage.
Ces additions de fluo rine empêchent la formation de croûte de déchet à la surface du bain de métal fondu et assurent que la surface du bain de mé tal se recouvre et reste recouverte pour le moins d'une très mince pellicule accusant des couleurs d'interférence à l'état de fonctionne ment du four.
L'addition de fluorine peut être continuée pendant la coulée ou versement du métal et même on pourrait aussi en ajouter dans l'al liage fondu versé dans les bassins ou dans les cuillères de coulée lors des opérations de coulage du métal fondu. Il n'a pas été possible de constater quel était l'effet chimique ou physique de la fluorine en empêchant la formation de la croûte signalée. Certainement, l'effet n'est pas la production de ce qu'on appelle com munément "scories", du fait qu'aucune sco rie dans le sens, ordinaire du mot. n'est for mée.
Les avantages de l'addition de fluorine peuvent être résumés comme suit: 1. Elle augmente de quelques 10-20 /'ô la quantité d'alliage obtenue à partir d'un poids donné de fer et d'aluminium.
2. Elle permet l'emploi répété du creu set avant de le regarnir à nouveau, le diamè tre intérieur du creuset à garnissage étant conservé par l'addition initiale de fluorine avec le fer solide.
3. Elle détermine la production d'un mé tal plus pur.
4. Elle permet l'emploi de bassins .à ori fice de coulée phis petit, diminuant ainsi l'éclaboussement du métal liquide lors de son écoulement.
5. Elle diminue ou évite la formation d'agglomérés dans les cuillères ou autres us tensiles de coulée.
Quant à la proportion de fluorine qui peut être requise, on peut, par exemple, con duire le procédé normal dans un four à in duction de grandeur moyenne de la manière suivante: On introduit dans un creuset 4-6 parties en poids de fluorine et charge 300 parties en poids de fer en barres; on chauffe alors jus qu'à la fusion, enlève les scories et ajoute 50 parties en poids d'aluminium et encore 4 parties en poids de fluorine, de la façon décrite ci-dessus, jusqu'à ce que le métal soit versé. La fusion du fer prend générale ment 4 minutes et la, longueur de temps jus qu'au versement du métal peut être en tout de 60 minutes.
En ajoutant de la fluorine à l'alliage fondu versé dans un bassin ou dans une cuil lère de coulée, sa quantité peut être d'envi ron 0,06 % du poids du métal.
Process for preventing crusting in aluminum and iron alloy baths. Serious difficulties are encountered in the manufacture of alloys of aluminum and iron or steel, and in the casting of such alloys. fades.
During manufacture, the iron is generally first melted in the crucible or furnace, which is provided with a basic lining, generally of magnesite, and the slag is lifted. The required amount of aluminum is then added in the solid state to the molten iron. When all the aluminum has been dissolved, a solid crust of waste is seen floating on the surface of the metal bath, in particular at its junction with the lining of the hollow set or furnace.
It is virtually impossible to remove this solid crust sufficiently completely so that, when the metal is poured, particles of it do not mix with the metal, these particles producing defects in ingots and castings. and weakening points in finished products.
Another disadvantage is the rapidity with which the capacity or capacity of the packed crucible or furnace decreases by "increasing" the packing. Due to this fact, the number of charges which can be melted in the crucible or furnace before relining it again is very small, usually no more than two. This is very important, because the alloys under consideration perform best in an electric induction furnace, so this work is only limited to a small scale. Furthermore, the increase in the wise packing means a loss in electrical efficiency in the furnace.
The same kind of inconvenience is caused by the formation of a crust of waste during the pouring of the molten metal from pouring basins or spoon spoons when pouring the metal into ingot molds or in molds. molds folds small. In pouring ponds, the outlet opening becomes smaller and smaller and a large mass of unusable agglomerated waste is formed which can only be removed by breaking the basin. It is the same in pouring spoons where this agglomeration greatly reduces the capacity or con tenance of the spoons.
The present invention is based on the observation that fluorite (fluorspar) has a special effect in preventing the formation of the waste crust which gives rise to the aforementioned drawbacks. It consists in incorporating fluorite into the mass forming the alloy of aluminum and iron, either during the smelting operation thereof, during the manufacture or remelting of the aluminum. bonding, or when the molten alloy is poured.
In the production of the contemplated alloy, for example, it is best to proceed as follows: Fluorite, preferably in powder form, is introduced into the crucible or furnace immediately before or together with the solid iron charge. this; when the latter is melted, the slag is removed and a subsequent quantity of fluorite is added immediately before the addition of the first pieces of aluminum; then smaller amounts of fluorite are added while the remainder of the aluminum is being introduced and until the alloy charge is cast.
These fluorine additions prevent the formation of a waste crust on the surface of the molten metal bath and ensure that the surface of the metal bath is covered and remains covered with at least a very thin film showing interference colors. in the operating state of the oven.
The addition of fluorite can be continued during the casting or pouring of the metal and even it could also be added to the molten alloy poured into the basins or into the pouring spoons during the operations of casting the molten metal. It was not possible to determine the chemical or physical effect of fluorite in preventing the reported crust formation. Certainly, the effect is not the production of what is commonly called "slag", since no slag in the ordinary sense of the word. is not formed.
The advantages of the addition of fluorite can be summarized as follows: 1. It increases the amount of alloy obtained from a given weight of iron and aluminum by a few 10-20%.
2. It allows the repeated use of the hollow set before relining it again, the inside diameter of the packed crucible being preserved by the initial addition of fluorite with the solid iron.
3. It determines the production of a purer metal.
4. It allows the use of basins with a small pouring opening, thus reducing the splashing of the liquid metal during its flow.
5. It decreases or prevents the formation of agglomerates in spoons or other casting utensils.
As to the proportion of fluorite which may be required, one can, for example, carry out the normal process in a medium-sized induction furnace as follows: 4-6 parts by weight of fluorite are introduced into a crucible and load 300 parts by weight of bar iron; it is then heated to melting, slag removed and 50 parts by weight of aluminum and a further 4 parts by weight of fluorite added, as described above, until the metal is poured. The melting of iron generally takes 4 minutes and the length of time until pouring of the metal can be a total of 60 minutes.
By adding fluorite to the molten alloy poured into a basin or a casting spoon, its amount can be about 0.06% by weight of the metal.