CH334012A - Procédé de carburation de fonte - Google Patents

Procédé de carburation de fonte

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CH334012A
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molten
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Taylor Crego Francis
Mohun Hulme Philip
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Air Reduction
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00Refining of pig-iron; Cast iron

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description


  Procédé de     carburation    de fonte    L'invention se rapporte à un procédé per  fectionné pour carburer de la fonte à l'état  fondu, par     introduction    dans de la fonte en fu  sion d'une matière carbonée composée prin  cipalement de carbone élémentaire, à une dis  tance notable au-dessous de la     surface    de la  fonte.  



  Les     propriétés    physiques qui déterminent  l'aptitude de la fonte à être utilisée pour ses  nombreux usages dépendent en grande partie  de sa teneur en carbone et de la forme sous  laquelle celui-ci apparaît dans la microstruc  ture du métal. Autrefois, alors que le fer en  gueuse et des déchets de fonte à haute teneur  en carbone constituaient la matière première  principale pour le fondeur de fer, il n'y avait  pas de difficultés pour produire du fer fondu  contenant suffisamment de carbone pour don  ner des pièces moulées de bonne qualité.

   Ce  pendant, avec l'accroissement considérable de  l'industrie de l'acier qui s'est produit, des quan  tités croissantes de fer en gueuse ont été dé  tournées pour la fabrication d'acier, et des  quantités croissantes de déchets à faible teneur  en carbone ont été absorbées par les fonderies  de fer pour préparer des charges de     cubilots.     Dans le fonctionnement normal des cubilots à  garnissage acide, la quantité de carbone absor  bée par le métal en fusion est faible, de sorte    que de tels cubilots ne conviennent pas pour  préparer une fonte à partir de charges pau  vres en carbone. La seule manière pratique       disponible    jusqu'à présent pour résoudre le  problème ainsi créé a été de faire un usage  plus grand de     cubilots    à garnissage basique.

    Mais, du fait que les     cubilots    basiques sont  d'un emploi considérablement plus coûteux  que celui des     cubilots    acides, cette solution  est économiquement défavorable.  



  On a déjà fait de nombreux efforts depuis  bien des, années pour trouver un procédé sim  ple et efficace pour incorporer du carbone à  la fonte en     fusion,    après qu'elle a été fondue  dans un     cubilot    à garnissage acide ou autre  four. Jusqu'ici, cependant, on n'a pas pu arri  ver à un procédé de ce genre permettant le con  trôle nécessairement étroit de la quantité de  carbone absorbée par le métal fondu, avec le  degré voulu d'économie en ce qui concerne  tant l'opération de traitement que la     quantité    de  l'agent de carburation employé.  



  Nous avons trouvé que si la matière car  bonée est sous forme     granulaire    finement divi  sée et est     entraînée    dans le métal fondu au  moyen d'un gaz, et si ladite matière est sensi  blement exempte d'humidité et de substances  volatiles, de sorte qu'il ne se produise pas  d'augmentation sensible du volume du gaz par           rapport    au poids de la     matière    solide intro  duite     dans    le     métal    fondu, du fait du     chauffage     de la matière carbonée à la température de ce  métal, on peut obtenir une     bonne    utilisation  du carbone dans le métal fondu,

   et qui peut  être     prévue    avec précision. Si la matière car  bonée contient une quantité sensible d'humi  dité ou de     substances        volatiles,    le développe  ment de gaz qui se produit quand une telle  matière est chauffée par introduction dans un  bain de fonte en fusion a pour effet d'aug  menter le volume du gaz     entraîneur    à un degré  propre à     affaiblir    sérieusement ou même à       détruire    l'efficacité de ce mode     d'introduction.     



  De préférence, le volume de gaz entraî  neur est à température et à pression     normale     de 0,007 à 0,06     m3    par livre de matière solide  amenée     dans    le métal fondu.  



  On peut se procurer à très bon marché  beaucoup de matières carbonées dans lesquel  les le carbone est présent de façon     prédomi-          nante    sous forme élémentaire.     Cependant,    la  plupart de ces matières qui seraient intéres  santes au point de vue économique,     contiennent     des quantités de substances combustibles vola  tiles qui en interdisent l'emploi. La houille     bi-          tumineuse    ne peut être employée pour cette  raison et même les anthracites les plus durs,  soigneusement séchés, contiennent générale  ment trop de substances volatiles et de. gran  des quantités     indésirables    de cendres.

   Le coke  de pétrole, tel qu'on peut     l'obtenir    générale  ment, contient de même une quantité excessive  de substances volatiles, cependant une     bonne     qualité de matière carbonée pour la mise en       aeuvre    du procédé selon l'invention peut être  obtenue en cuisant un tel coke suffisamment  pour en éliminer les substances     volatiles.    Le  coke métallurgique     ordinaire    contient aussi en  général des matières volatiles en trop grande  quantité ;

   et quoiqu'il puisse être employé  avec succès     quand    il a été cuit     suffisamment     et à une température assez haute pendant ou  après sa fabrication, pour le débarrasser com  plètement de     substances    volatiles, il contient  très souvent une     quantité    de cendre et de sou  fre telle qu'elle rend son emploi indésirable. La    plus satisfaisante des formes relativement peu  coûteuses de carbone élémentaire est le gra  phite de four électrique.

   Cette matière peut  être     facilement    obtenue sous la forme granu  laire fine qui convient le mieux pour l'intro  duction avec un gaz     entraîneur,    et elle est pro  duite d'une manière qui assure l'absence de  substances volatiles. De plus, elle est exempte  de     cendres    qui, si elles sont présentes en quan  tités notables, peuvent produire des réactions  accessoires entre les composants de la cendre  et les composants de la fonte en fusion. Le  graphite naturel, d'autre part, est en général  trop     contaminé    par des matières minérales non  désirables pour pouvoir être employé avec  satisfaction.  



       Il    est bien     connu    que si la fonte en fusion  est     traitée,    juste avant d'être coulée     dans    des  moules, avec     certains    réactifs     (par    exemple le       silicium),    le produit coulé possède des propriétés  physiques améliorées en comparaison avec des  produits semblables formés d'un- métal auquel  ces réactifs ont été ajoutés bien avant la cou  lée.     L'ihtroduction    de ces     réactifs    dans le mé  tal fondu juste avant la coulée est     généralement     désignée comme   inoculation  .

       L'inoculation     d'un métal ferreux fondu, et spécialement d'un  métal ayant la composition de la fonte grise,  avec une matière carbonée à l'aide du procédé  selon     l'invention,    a pour effet une amélioration  des propriétés du produit coulé supérieure au       changement    auquel on, pouvait s'attendre en  considérant seulement l'augmentation, de la te  neur en carbone.

   Un mode d'exécution avanta  geux de l'invention réside donc dans le trai  tement de métal fondu     ayant    la composition  d'une fonte grise avec une matière carbonée,  de la manière propre à     l'invention,    en em  ployant la technique de l'inoculation,     c'est-à-          dire    en coulant le métal fondu     dans    des mou  les promptement (de préférence dans les cinq  ou au plus dix minutes) après l'introduction de  la matière carbonée dans le métal.  



       Il    est bien connu que le carbure de calcium  est un réactif très efficace pour la     désulfuration     de la fonte en fusion. Nous avons trouvé qu'il  est possible de     désulfurer    de la fonte et de la      carburer en même temps en exécutant le pro  cédé selon l'invention au moyen d'un mélange  intime de carbure de calcium finement divisé  et d'une matière-carbonée du genre décrit     ci-          dessus.     



  On dispose de     différents    appareils pour la  mise en     aeuvre    du procédé selon     l'invention.     Un     appareil    approprié est montré au dessin       annexé.     



  Cet appareil comprend un récipient 5 (tel  qu'une poche, un four à induction, etc.) ren  fermant une charge 6 de fonte en fusion à  traiter en une opération par fournée.  



  Un châssis 7 est monté sur le plongeur 8  d'un cylindre hydraulique 9 convenablement  porté par une base 10. Le châssis 7 supporte  un tube 11 dans lequel est disposée une vis  transporteuse 12, actionnée par un arbre 13  connecté par un accouplement 14 avec l'arbre  15 d'un moteur 16, l'arbre 15 étant actionné  à travers un mécanisme de variation de vi  tesse 17.  



  Une trémie fermée 18 est prévue pour  contenir une charge 19 de la matière carbo  née, ou un mélange de celle-ci avec du car  bure de calcium, de formé granulaire     finement     divisée. La charge 19 s'écoule par gravité de  la trémie 18 dans le tube 11, et le     transporteur     à vis 12 la fait avancer vers l'extrémité du  tube 11, d'où elle tombe par gravité dans un  tube     d'alimentation    20, lequel est protégé par  un manchon 21 réfractaire et isolant de la  chaleur.

   Lorsque     l'appareil    est mis     dans    la po  sition montrée au dessin,     l'extrémité    inférieure  du tube 20 s'étend bien au-dessous de la sur  face du métal fondu, ce qui permet à la matière  carbonée d'être introduite dans celui-ci.  



  Un récipient à gaz     entraîneur,    tel que le  cylindre 22, est connecté à travers un mesureur  d'écoulement 25,à une valve 23 de réduction  de pression, munie d'un dispositif 24 indiquant  la pression. De là, le gaz entraîneur est livré  selon besoin par un tuyau 26 qui s'étend jus  qu'à un point proche de l'extrémité de la vis  transporteuse 12. Un tuyau de dérivation 27,  avec valve 2T, relie le tuyau 26 au couvercle  28 de la trémie 18, de sorte que la pression    du gaz est égalisée dans tout le dispositif d'in  jection.  



  Quand la vis transporteuse est mise en ro  tation dans le sens voulu pour     faire        avancer     la matière carbonée de la     trémie    18 vers le  tube 20, et quand la valve     régulatrice    23 est  ajustée pour permettre     un    écoulement du gaz       entraîneur    à travers le tube 20 juste assez fort  pour rendre la matière carbonée capable de       sortir    par l'extrémité inférieure de ce tube,  cette matière est introduite     dans    le métal  fondu.

   La quantité     ainsi        introduite    est contrô  lée de façon précise     par    la vitesse de rotation  de la vis transporteuse 12 et le temps pendant  lequel elle     fonctionne.     



       Il    y a une limite critique à la quantité  maximum de gaz     entraîneur    qui peut être em  ployée sans que l'on éprouve une perte sérieuse  d'efficacité dans l'utilisation de la matière car  bonée. Dans la pratique, cette limite a été  trouvée être     approximativement    de 0,06     m3     de gaz     entraîneur,    mesuré à la température et  à la pression ordinaires, pour chaque livre de  matière solide introduite dans le métal fondu.

    Si le volume du gaz entraîneur par rapport à  la quantité de matière solide dépasse de façon  notable cette limite, le gaz, en s'élevant rapi  dement en bulles à travers le métal fondu, tend  à entraîner une grande partie de la matière  carbonée vers la surface du métal, avant que  cette matière soit venue en contact efficace       avec        celui-ci.    En     revanche,    si le. volume du gaz  est     maintenu    au-dessous de- cette     limite,    on       réalise    un contact efficace entre les particules  de matière solide et le fer fondu, et l'on obtient  une utilisation élevée, prévisible avec préci  sion, du réactif solide dans le métal fondu.  



  Naturellement, il faut employer assez de  gaz entraîneur pour que la matière solide puisse  s'écouler hors de l'extrémité inférieure du tube  20 et pénétrer dans le métal fondu. En général,  il faut employer au moins environ 0,07     m3     de gaz     entraîneur    par livre de matière solide ;  dans quelques cas cependant, on a obtenu une  introduction efficace de la matière carbonée       dans    le métal fondu avec un écoulement de           gaz    entraîneur assez faible pour que la quantité  employée soit même moindre.  



       Il    est     important,    en employant l'appareil  ci-dessus décrit, que la matière carbonée (de  même que le carbure de calcium, si on en uti  lise) soit finement     divisée,    et soit encore sous  forme granulaire plutôt que     soûs    la forme ex  trêmement fine, presque colloïdale, qui carac  térise quelques noirs de carbone. D'une part,  la matière carbonée doit être assez fine pour       pouvoir    s'écouler avec le gaz entraîneur dans  le métal fondu.

   D'autre part, elle ne doit pas  avoir une     finesse    telle qu'elle soit     facilement     incorporée dans le gaz entraîneur sous forme  d'une suspension ne se déposant pas ou ne se  déposant que     difficilement,    car alors elle serait  vraisemblablement entraînée hors du métal  fondu dans les     bulles    du gaz qui s'élèvent, sans  venir en contact     effectif    avec le métal fondu.

    En général, ces conditions sont remplies si la  matière carbonée, à l'analyse au tamis (série       de        tamis        Tyler)        est        telle        que        100        %        de        la        ma-          tière    passe à travers un tamis de 10 mailles       tandis        qu'au        moins        le        50        %        en   

       poids        est        retenu     par un tamis de 100     mailles.       Le genre du gaz employé n'est pas critique  en lui-même.     Il    est bien entendu avantageux  d'employer un gaz qui ne réagit pas de façon  nuisible avec le métal ferreux fondu ou avec  les agents de traitement ajoutés.

       Il    est     préfé-          râble    d'employer un gaz inerte tel que l'azote,  quoique des gaz réducteurs tels que le propane  ou le gaz naturel, ou même un gaz faiblement  oxydant comme le dioxyde de carbone, puissent  aussi être     utilisés.    Ou pour l'injection de la  matière carbonée seule, même l'air peut être  employé     comme    gaz entraîneur. Si l'on     utilise     l'air, un peu du carbone     injecté    sera oxydé par  l'oxygène de l'air, mais la quantité ainsi perdue  sera assez faible pour être moins désavantageuse  que le coût plus élevé d'un gaz non oxydant ou  réducteur.

   Lorsque du carbure de calcium est       injecté    en même temps que la matière carbo  née, il faut     alors    naturellement employer un  gaz entraîneur inerte ou réducteur.  



       Il    est donné ci-après des exemples de mise  à     exécution    du procédé selon l'invention.    <I>Exemple 1</I>  On a     préparé    une fonte grise     hypoeutectique     ayant à l'analyse la composition suivante  
EMI0004.0049     
  
    Carbone <SEP> total <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 2,88 <SEP> 0/0
<tb>  Silicium <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1,46%
<tb>  Manganèse <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,65%
<tb>  Soufre <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>0,090/0</B>
<tb>  Phosphore <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .

   <SEP> 0,12%
<tb>  Fer <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> le <SEP> reste
<tb>  Equivalent <SEP> de <SEP> carbone. <SEP> . <SEP> . <SEP> 3,41 <SEP> %       Cette composition a été fondue et chauffée  à une température de 15380 C. Du graphite de  four électrique sous forme de déchets d'élec  trodes de graphite broyés à une dimension des  particules de minus 10 mailles, a été     injecté     dans le     métal    fondu en employant de l'azote       comme    gaz entraîneur, et en se servant d'un       appareil    du genre ci-dessus décrit.

   La quantité  totale de graphite     ainsi    introduite a été de       1,25        %        en        poids        du        fer        fondu.        Environ        vingt     minutes après l'addition du graphite, le métal  a été coulé dans des moules.

   Un échantillon de  pièce moulée a été analysé et a été trouvé       contenir        3,95        %        de        carbone        total.        Ainsi,        le     métal avait été converti d'une composition     hy-          poeutectique    à une composition     hypereutecti-          que.    L'efficacité de     l'injection,    exprimée par  la quantité du carbone introduit qui a été ré  cupérée dans le métal fondu, a été de 85,5 0/0.

      <I>Exemple 2</I>  On a préparé un bain fondu de la compo  sition suivante  
EMI0004.0077     
  
    Carbone <SEP> total <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 2,75%
<tb>  Silicium <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 2,03%
<tb>  Manganèse <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,63%
<tb>  Soufre <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,11 <SEP> %
<tb>  Phosphore <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,12%
<tb>  Fer <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> le <SEP> reste
<tb>  Equivalent <SEP> de <SEP> carbone. <SEP> . <SEP> .

   <SEP> 3,47%       La masse fondue a été chauffée à<B>15380</B> C  et l'on a injecté dans cette masse un     mélange     de carbure de calcium et de graphite de dé  chets d'électrodes broyés, la dimension des par  ticules étant de minus 10 mailles, en employant      de l'azote comme gaz     entraîneur    et un     appareil     d'injection du genre décrit ci-dessus.

   La quan  tité de mélange employée, et les proportions du  carbure de calcium et du graphite dans     celui-          ci    ont été telles que l'on a introduit dans le       métal        fondu        en        tout        1,5        %        en        poids        de        carbure          de        calcium        et        0,

  562        %        en        poids        de        graphite.     Le métal a été promptement coulé (deux mi  nutes) après l'introduction du réactif de trai  tement. On a analysé le métal coulé et trouvé       qu'il        contenait        0,016        %        de        soufre        et        3,28        %     de carbone total.     L'efficacité    d'utilisation du  graphite a été de 94,0 0/0.

   On a réalisé     ainsi     une excellente     désulfuration    et une     utilisation     élevée du carbone du graphite.  



  <I>Exemple 3</I>  On a préparé une fonte grise     hypoeutecti-          que    de la composition suivante  
EMI0005.0039     
  
    Carbone <SEP> total <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 3,15 <SEP> 0/0
<tb>  Silicium <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>1,800/0</B>
<tb>  Manganèse <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,65%
<tb>  Soufre <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,11 <SEP> %
<tb>  Phosphore <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,12%
<tb>  Fer <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> le <SEP> reste
<tb>  Equivalent <SEP> de <SEP> carbone <SEP> .

   <SEP> . <SEP> 3,79 <SEP> %       Cette fonte a été fondue et     chauffée    à  14270 C et on lui a     injecté    un mélange de  carbure de calcium et de graphite broyé de  four électrique (d'électrodes de rebut), à di  mensions des particules de minus 10 mailles,  de la même manière et en même quantité qu'à  l'exemple 2. Le métal a été coulé promptement  (quatre minutes) après l'introduction des ré  actifs de traitement.

   Le métal coulé a été       trouvé        contenir        0,006        %        de        soufre        et        3,69        0/0     de carbone total.

   L'utilisation du carbone du       graphite    a     été        de        95,8        %.        On    a     de        nouveau     réalisé ainsi une excellente     désulfuration    et  une excellente récupération du carbone du  graphite dans la fonte.  



  Dans chacun des exemples 2 et 3, on n'a  pas pris en considération la teneur en carbone  du carbure de calcium dans le calcul de la  récupération du carbone. L'expérience a mon  tré que le carbone du carbure de calcium n'est  pas récupéré dans la fonte lorsque ce métal    est traité par ce réactif seulement, et il n'ap  paraît pas que l'on obtienne un résultat diffé  rent quand ce réactif est injecté en combinai  son avec une matière carbonée telle que le  graphite.  



  <I>Exemple 4</I>  On a préparé une fonte en     fusion    de la  composition suivante  
EMI0005.0061     
  
    Carbone <SEP> total <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 3,11 <SEP> %
<tb>  Silicium <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 2,01 <SEP> %
<tb>  Manganèse <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,62 <SEP> 0/0
<tb>  Soufre <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,094%
<tb>  Phosphore <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,099%
<tb>  Fer <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> le <SEP> reste
<tb>  Equivalent <SEP> de <SEP> carbone. <SEP> .

   <SEP> 3,81 <SEP> %       On a injecté du graphite de four électrique  sous forme d'électrodes de rebut broyées, dans  la masse fondue portée à une température de  15320 C.     L'injection    a été faite avec un appa  reil du     genre    décrit, en employant l'air comme  gaz entraîneur.

   La quantité de graphite injecté  a     été        de        0,55        %        en        poids        de        la        fonte.        Le        métal     a été coulé sept     minutes    après     l'injection    du  graphite.

   Les pièces coulées obtenues ont été  analysées et l'on a trouvé qu'elles     contenaient          3,61        %        de        carbone        total.        Ainsi,        l'utilisation        du     carbone dans le métal a été de 91 0/0, malgré  l'emploi     d'air        comme    gaz entraîneur.  



  <I>Exemple 5</I>  On a préparé une fonte en     fusion    de la  composition suivante  
EMI0005.0089     
  
    Carbone <SEP> total <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 2,81 <SEP> 0/0
<tb>  Silicium <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 2,38%
<tb>  Manganèse <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,610/0
<tb>  Soufre <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,12%
<tb>  Phosphore <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,14%
<tb>  Fer <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> le <SEP> reste
<tb>  Equivalent <SEP> de <SEP> carbone. <SEP> .

   <SEP> 3,53 <SEP> %       En     utilisant    un     appareil    de la forme     ci-          dessus    décrite, et. de l'azote comme gaz entraî  neur, on a injecté un mélange de carbure de  calcium et de coke de pétrole cuit,     finement     divisé, dans le métal en fusion porté à une.  température de 15380 C.

   La quantité de carbure           de        calcium        dans        le        mélange    a     été        de        1,0        %     du poids du métal fondu, et la quantité de coke       cuit,        dans        le        mélange,    a     été        de        0,

  55        %        du     poids de la fonte en     fusion.    Le coke cuit     con-          tenait        environ        97        %        de        carbone        et        avait        été     débarrassé de façon sensiblement complète de  ses substances     volatiles    et de son     humidité    par  le traitement de cuisson. La masse fondue a  été coulée trois minutes après la fin de l'in  jection du mélange de carbure et du coke cuit.

    Le produit coulé a été analysé et l'on a trouvé       qu'il        contenait        3,29        %        de        carbone        total,        de     sorte que l'utilisation du carbone contenu dans       le        coke,        dans        la        fonte,        était        de        90        %        (comme     dans les exemples 2 et 3,

   on n'a pas pris en  considération la teneur en carbone du car  bure-de calcium pour le calcul du degré     d'uti-          lisation    du carbone dans la fonte). La teneur  en soufre du produit coulé a été trouvée, à       l'analyse,        n'être        que        de        0,018        %.        On    a     ainsi     réalisé une     désulfuration    très efficace en même  temps qu'une utilisation efficace du carbone  du coke injecté.  



       Il    n'y a rien de particulièrement critique  en ce qui concerne la température à laquelle  la matière carbonée, seule ou en combinaison  avec du carbure de calcium, est injectée dans  le fer fondu. Les exemples qui précèdent sont  des exemples typiques de la pratique     ordinaire     en fonderie.  



       Dans    d'autres essais, effectués sensiblement  comme décrit aux exemples 2 et 3, mais dans  lesquels des périodes de temps sensiblement  plus longues se sont écoulées entre l'injection  du mélange de carbure de calcium et de gra  phite et le moment où le métal a été versé  dans des moules, la limite élastique à la trac  tion des produits en fonte a été notablement  plus basse que la limite élastique à la traction  des produits coulés obtenus en effectuant les       essais    comme indiqué aux exemples 2 et 3     ci-          dessus.    Les résultats de ces autres essais, quoi  que non concluants, tendent à montrer que  l'injection d'une matière carbonée dans du mé  tal ferreux fondu, par le procédé selon l'in  vention,

   en employant la     technique    d'inocula  tion dans laquelle le métal fondu est coulé  promptement après     l'introduction    de. la ma-         tière    carbonée, a pour résultat un produit  ayant des propriétés améliorées supérieures à  ce qui peut être obtenu en     introduisant    la ma  tière carbonée d'une autre manière que par  cette technique     d'inoculation.     



  Dans d'autres essais     effectués    sensiblement  de la même manière que dans les exemples qui  précèdent, on a injecté dans le métal fondu  diverses formes commerciales de matières car  bonées composées principalement de carbone  élémentaire. Ces essais ont montré que d'au  tres formes de matières carbonées composées  principalement de carbone élémentaire peuvent  être injectées dans un métal ferreux fondu par  le procédé selon l'invention, et qu'on peut ob  tenir une bonne utilisation du carbone, à con  dition que ces matières ne contiennent que peu  ou pas du tout d'humidité ou de substances  combustibles volatiles.

   Cependant, si la teneur  en cendres d'une telle matière est élevée, il  peut être indésirable de l'employer à cause des  réactions qui peuvent se produire entre les  composants de la cendre et les composants de  la fonte en fusion.  



  Un avantage important du procédé d'injec  tion selon l'invention est que l'augmentation  de la teneur en carbone du métal fondu peut  être     facilement    et exactement contrôlée en con  trôlant la quantité de graphite qui y est intro  duite. Par exemple, dans une série de trois  essais     différents,    employant une fonte     ayant    la  composition indiquée à l'exemple 2, et effec  tués tous sensiblement comme décrit dans cet  exemple, et dans lesquels le rapport de la  quantité de graphite introduite au poids du  métal ferreux employé était le même pour  chaque cas,

   la teneur en     carbone        totale    -du pro  duit coulé a été trouvée remarquablement     uni-          forme,        la        plus        basse        étant        de        3,28        %        et        la        plus          haute        de        3,31        %.        De        même,

          dans        une        série        de     quatre essais, dans lesquels on a employé une  fonte de la composition     indiquée    à l'exemple  3, et qui ont été effectués sensiblement comme  décrit     dans    cet exemple, et     dans    chacun des  quels la     proportion    du     graphite    introduit à la  quantité de métal ferreux traité est restée la  même,

   la .teneur     en        carbone        totale    du produit       coulé        était        comprise        entre        3,69        %        et        3,75        0/0.         Par suite de cette     utilisation        uniforme    du car  bone     dans    le métal fondu, et du haut degré       d'utilisation    du carbone,

   la teneur     totale    en  carbone du produit coulé peut être     prédite     facilement et avec exactitude si l'on     connait    la  teneur en carbone de la masse en fusion et la       quantité    de carbone injectée.

           REVENDICATION    I  Procédé de carburation de fonte par intro  duction d'une matière carbonée composée     prin-          cipalement    de carbone élémentaire     dans    une  masse de fonte en fusion, à une distance  notable au-dessous de la surface de celle-ci, ca  ractérisé en ce que ladite matière carbonée est  sous forme     granulaire    finement divisée et est       entrainée    dans ledit métal fondu au moyen d'un  gaz et en ce que ladite matière carbonée est  sensiblement exempte d'humidité et de subs  tances volatiles,

   de sorte     qu'il    ne se produit  pas d'augmentation sensible du volume du  gaz par rapport au poids de la matière solide  introduite     dans    le métal fondu, du fait du  chauffage de ladite matière     carbonée    à la tem  pérature du métal fondu.  



       SOUS-REVENDICATIONS     1. Procédé selon la revendication I, ca  ractérisé en ce que l'on introduit du graphite  de four électrique finement divisé dans la  masse de fonte en     fusion.     



  2. Procédé selon la revendication I, ca  ractérisé en ce que l'on introduit du coke cuit       finement    divisé dans la fonte en     fusion.     



  3. Procédé selon la revendication I, carac  térisé par     l'introduction    d'un mélange     intime     de carbure dé     calcium    finement divisé et de  matière carbonée finement divisée, composée  principalement de carbone élémentaire, dans la  masse de fonte en     fusion.       4. Procédé selon la revendication I, carac  térisé en     ce    que le métal fondu a la composi  tion     d'une    fonte     grise.     



  5. Procédé selon la revendication     I,-carac-          térisé    en ce que la matière carbonée est sensi  blement exempte de cendre.  



  .6. Procédé selon la revendication I, ca  ractérisé en ce que l'on coule le métal fondu  dans des moules promptement après l'introduc  tion dans celui-ci de ladite matière carbonée.  



  7. Procédé selon la revendication I, ca  ractérisé en ce que le volume du gaz     entraîneur     employé est de 0,007 à 0,06     m3    par livre de  matière solide amenée dans le métal fondu.

Claims (1)

  1. REVENDICATION II Agent pour l'exécution du procédé selon la revendication I,. caractérisé en ce qu'il con siste essentiellement en un mélange intime de carbure de calcium et d'une matière carbonée composée principalement de carbone élémen taire, ledit carbure et ladite' matière carbonée étant tous deux sous forme granulaire finement divisée, et ladite matière carbonée étant sensi blement exempte d'humidité et de substances volatiles, de sorte que ledit mélange peut être chauffé à une température supérieure au point de fusion de la fonte sans qu'il se produise un dégagement sensible de gaz. SOUS-REVENDICATIONS 8.
    Agent selon la revendication II, carac térisé en ce qu'il consiste essentiellement en un mélange intime de carbure de calcium et de graphite de four électrique. 9. Agent selon la revendication II, caracté risé en ce qu'il consiste essentiellement en un mélange intime de carbure de calcium et de coke cuit.
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