CH621953A5

CH621953A5 - Method for manufacturing metal castings

Info

Publication number: CH621953A5
Application number: CH349678A
Authority: CH
Inventors: Frank Stuart Death
Original assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1977-03-31
Filing date: 1978-03-31
Publication date: 1981-03-13
Also published as: MX5384E; JPS6039729B2; NO157606B; NO781100L; CA1106621A; ATA226478A; ES468347A1; ZA781814B; AU518013B2; BR7801963A; FI780978A; AU3464678A; FR2385467A1; IT1102498B; NL179300C; GB1603135A; AT376454B; DE2813717A1; NO157606C; NZ186831A

Description

La présente invention concerne un procédé de fabrication de pièces en métal coulé.

Le traitement pneumatique de l'acier inoxydable en fusion par injection simultanée d'argon et d'oxygène, généralement appelé procédé AOD, est couramment employé dans les aciéries qui produisent du métal travaillé, c'est-à-dire laminé, étiré, filé ou forgé. Les principes de base du procédé d'affinage AOD sont décrits dans le brevet des EUA N° 3752790. Le brevet des EUA N° 3046107 suggère des améliorations concernant la programmation de l'injection des gaz. L'association de l'azote à l'argon et à l'oxygène est décrite dans le brevet des EUA N° 3754894. Une modification du procédé AOD est également décrite dans le brevet des EUA N° 3867135 qui utilise de la vapeur d'eau ou de l'ammoniac associé à l'oxygène pour affiner le métal fondu.

Le point essentiel à retenir de cette description de l'art antérieur est que les techniques précitées d'affinage pneumatique n'ont jamais été appliquées à l'affinage du métal de fonderie destiné à la production directe de pièces coulées.

La présente invention a pour objet un procédé permettant d'améliorer la qualité superficielle, la structure interne et les propriétés physiques des pièces coulées.

Ce but est atteint par le procédé de l'invention, tel que décrit dans la revendication 1.

Le flux de gaz contenant de l'oxygène ou gaz oxygéné est de préférence entouré d'un flux annulaire de fluide de protection.

Le terme affinage, tel qu'il est utilisé, couvre très généralement une ou plusieurs des opérations suivantes: décarburation, déphos-phoration, désulfuration, dégazage, désoxydation, apports gazeux dans l'alliage, oxydation des impuretés, vaporisation des impuretés, réduction et flottation du laitier, et homogénéisation des impuretés non métalliques. Le présent procédé est applicable à n'importe quel alliage à base de fer, de cobalt ou de nickel.

Le gaz de dilution est un gaz ou un mélange de gaz ajouté au flux d'oxygène pour réduire la pression partielle d'oxyde de carbone dans les bulles de gaz qui se dégagent au cours de la décarburation du métal et/ou pour modifier le débit d'oxygène injecté dans le mélange sans faire varier sensiblement le débit total du gaz injecté. Le gaz de dilution peut être l'argon, l'hélium, l'hydrogène, l'azote, l'oxyde de carbone, le gaz carbonique, la vapeur d'eau et certains hydrocarbures gazeux tels que le méthane, l'éthane, le propane et le gaz naturel. En pratique, c'est l'argon qui donne les meilleurs résultats.

Le terme fluide de protection désigne un fluide ou un mélange de fluides qui est admis autour du gaz oxygéné pour éviter une usure excessive des tuyères et du garnissage réfractaire environnant. On peut utiliser l'argon, l'hélium, l'azote, l'hydrogène, l'oxyde de carbone, le gaz carbonique, certains hydrocarbures fluides (gazeux ou liquides) et la vapeur d'eau. Parmi les hydrocarbures gazeux, on peut citer le méthane, l'éthane, le propane et le gaz naturel. Le carburant Diesel N° 2 est un hydrocarbure liquide utilisable. L'argon donne cependant les meilleurs résultats comme fluide de protection.

Le terme gaz de purge désigne un gaz ou un mélange de gaz permettant d'éliminer les impuretés du métal, soit par vaporisation, soit par entraînement dans le laitier et fixation par inclusion ou réaction. On peut utiliser l'argon, l'hélium, l'azote et la vapeur d'eau. Là encore, l'argon donne les meilleurs résultats.

Le présent procédé permet d'obtenir des pièces coulées dont la qualité superficielle, nettement meilleure que celle des pièces coulées classiques, nécessite moins d'opérations de finition telles que décapage, meulage, burinage, rechargement à la soudure, etc. Cette amélioration de la qualité superficielle se manifeste par un niveau réduit des défauts superficiels qui peuvent être mis en évidence par des examens à la teinture pénétrante.

Le présent procédé permet en outre d'améliorer sensiblement la structure interne des pièces coulées qui présentent certaines ou toutes les caractéristiques suivantes : inclusions moins nombreuses, grain plus fin du métal coulé, porosité interne réduite, faible tendance à l'écaillement par l'hydrogène au moment de l'usinage, réduction des défauts internes à l'examen radiogra-phique et meilleures propriétés physiques, notamment dureté.

En appliquant les techniques d'affinage pneumatique aux aciers de fonderie, on pensait obtenir des améliorations chimiques du même ordre que celles que ces méthodes offrent dans la production d'acier de forge ou de laminage. On pouvait s'attendre en particulier que la structure interne du métal bénéficierait d'une meilleure désoxydation, d'une élimination plus efficace des résidus de désoxydation et d'une réduction des niveaux de soufre et d'hydrogène. Cependant, la mise en pratique de cette idée a montré que l'affinage pneumatique par le procédé de l'invention permettait d'améliorer au-delà de toute espérance l'état de surface des pièces coulées et leurs propriétés de résistance, de ductilité et de ténacité. En particulier, ce procédé permet de couler des pièces de haute qualité à partir d'aciers faiblement alliés ou d'aciers doux.

Grâce au présent procédé, les fonderies pourront maintenant produire des pièces de meilleure qualité et avec une proportion de rebuts nettement réduite. L'amélioration de la qualité superficielle des pièces coulées se'manifeste par une diminution des fissures et

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

621 953

des criques de chaleur. L'état de surface est en outre meilleur,

sans doute à cause de l'interaction réduite entre le sable de moulage et le métal en fusion. On constate également que les propriétés physiques des pièces sont sensiblement meilleures. Ces améliorations sont attribuées à un plus faible niveau d'inclusions, à un moindre écaillement par l'hydrogène et à une porosité réduite. L'acier affiné par le présent procédé possède une meilleure fluidité à température égale que le métal non traité, ce qui se traduit par des pièces de meilleure qualité car le métal peut remplir les interstices les plus ténus et les plus tortueux. En corollaire, on peut obtenir la même aptitude au moulage que le métal non traité,

mais à une température plus basse, ce qui contribue à l'amélioration de la qualité superficielle des pièces.

Le présent procédé est applicable à tous les types de fers et d'aciers, ainsi qu'aux alliages à base de cobalt et de nickel, que l'on emploie normalement en fonderie. On constate cependant que les meilleurs résultats sont obtenus lorsque le traitement est appliqué à des aciers ferritiques et austénitiques inoxydables, à des aciers faiblement alliés et à des aciers doux. L'amélioration est spectaculaire dans le cas d'aciers sensibles à l'écaillement par l'hydrogène et aux criques de chaleur, comme le WC6 et le HY80. Pour les pièces de fonderie en acier à haute résistance, tel le HY130, qui nécessitent de nombreuses opérations de finition par burinage, meulage et rechargement, l'élimination des défauts de coulée par l'affinage du présent procédé se traduit par un abaissement substantiel du prix de revient. Jusqu'ici, les aciers inoxydables austénitiques, comme le CN7M, CH20, CK20, 310L, 347L, etc., étaient assez peu utilisés en fonderie à cause des risques de formation de criques et de microfissuration. Avec le procédé, ces inconvénients sont pratiquement éliminés.

Le procédé est applicable sans restriction aux pièces petites ou grandes, simples ou complexes, et particulièrement lorsque la qualité est primordiale, par exemple dans les pompes et les turbines utilisées dans la construction navale, l'industrie aérospatiale et les installations nucléaires.

En plus de ces résultats bénéfiques, le procédé permet d'économiser sur le coût des matières premières en diminuant l'oxydation du métal en fusion et en permettant d'employer des matières de départ de moindre qualité. La productivité est en outre améliorée par l'affinage qui permet d'obtenir une composition d'alliage optimale et qui minimise le nombre de pièces défectueuses.

La figure unique du dessin annexé illustre un exemple de convertisseur pour la mise en œuvre du procédé de l'invention.

Dans la pratique, la charge initiale peut être fondue par différents moyens classiques. Les fours de fusion les plus couramment utilisés en fonderie sont les fours à sole ou à creuset chauffés à l'huile lourde, ainsi que les fours électriques à résistance, à induction ou à arc, ces deux derniers types étant préférés. Lorsque la charge est fondue, le métal liquide est transféré dans le convertisseur pneumatique de la figure unique.

La coupe de la figure unique représente un convertisseur d'affinage 1 dont la cuve en acier 2 est fixée de manière amovible à une structure annulaire de suspension 3. La structure 3 et la cuve 2 peuvent basculer autour de tourillons (non représentés) pour faciliter le chargement, le prélèvement d'échantillons, l'évacuation du laitier et le transvasement du métal. La cuve 2 est garnie intérieurement de briques réfractaires basiques 4. Le principe de la cuve amovible permet de travailler en continu avec une cuve en service et une ou plusieurs cuves en cours de réfection. On voit sur la figure unique qu'une tuyère 5 à double écoulement est montée latéralement dans le bas de la cuve pour y injecter les fluides d'affinage. Dans certains cas, des tuyères peuvent être montées dans le fond de la cuve à la place ou en plus des tuyères latérales. Cependant, les meilleurs résultats sont obtenus avec deux ou plusieurs tuyères latérales disposées asymétrique-ment à proximité du fond de la cuve. Il est préférable que les tuyères ne soient pas disposées symétriquement pour éviter que leurs jets se contrariant diminuent l'efficacité du brassage. La tuyère 5 est constituée de deux tubes concentriques 6 et 7. Le tube intérieur 6 est alimenté en oxygène pur ou dilué et le tube extérieur 7 est alimenté en gaz de protection. Ce dernier crée une gaine annulaire autour du flux d'oxygène pour éviter une dégradation trop rapide du garnissage réfractaire. Les pressions d'injection doivent être suffisantes pour que les gaz puissent pénétrer dans le mélange en fusion. Il est préférable que les pressions absolues des fluides aux entrées des passages central et annulaire de la tuyère soient au moins le double des pressions absolues aux sorties.

Le brevet des EUA N° 3703279 décrit en détail une cuve de convertisseur équipée de tuyères qui conviennent pour l'application du procédé. Le gaz de purge peut être injecté dans le métal en fusion par la ou les tuyères qui ont servi à l'injection du gaz oxygéné, ou par des tuyères séparées. La première solution est préférable. Plus précisément, après la phase d'injection du gaz oxygéné, le gaz de purge est injecté dans le passage central de la tuyère, et également dans le passage annulaire pour éviter que le métal en fusion ne reflue dans la tuyère et s'y solidifie.

En général, l'affinage du métal en fusion par le procédé consiste à injecter dans le métal en fusion de l'oxygène et un gaz de dilution, ainsi qu'un fluide de protection (les deux pouvant être l'argon) par des tuyères immergées. La décarburation, c'est-à-dire la réaction de l'oxygène injecté avec le carbone du métal, produit une oxydation de certains constituants du bain et dégage de la chaleur qui élève la température du bain. On injecte initialement une forte proportion d'oxygène par rapport aux gaz de dilution et de protection. Selon la composition de l'acier, au fur et à mesure de la diminution de la teneur en carbone, on réduit la proportion d'oxygène, généralement par paliers, de façon à maintenir des conditions thermodynamiques favorables pendant toute l'opération.

L'injection à grande vitesse de l'oxygène et des autres gaz dans la masse du métal permet d'obtenir un excellent brassage et un contact intime gaz-métal et métal-laitier. Ces conditions permettent d'accélérer considérablement tous les processus chimiques qui se déroulent à l'intérieur du convertisseur. On peut, par exemple, obtenir une désulfuration très poussée (à moins de 0,005%) en moins de 10 mn de soufflage et sans ajouter de coûteux agents de désulfuration, tels que le calcium, le magnésium ou des terres rares. De même, la désulfuration des alliages à moins de 1% de chrome peut être obtenue en décarburant le bain à moins de 0,1 % de carbone avec un mélange de gaz contenant au moins 75% d'oxygène. Le laitier phosphoreux obtenu doit être décanté avant le soufflage avec un gaz de purge ou l'addition d'agents réducteurs, désoxydants ou désulfurants.

Les autres avantages majeurs du procédé sont un contrôle très précis de la teneur finale en carbone et des niveaux résiduels très faibles d'oxygène, d'azote et d'hydrogène. Le tableau I donne les niveaux résiduels types pour ces trois éléments.

Tableau I

Acier inoxydable

Acier faiblement

allié

Oxygène

40-70 ppm

20-50 ppm

Hydrogène

2-4 ppm

1-3 ppm

Azote

150-200 ppm

20-50 ppm

Le procédé permet en outre de réduire les quantités de plomb et de zinc à des niveaux négligeables sur le plan de la métallurgie.

Les résultats bénéfiques du procédé, c'est-à-dire la réduction de la teneur en gaz (oxygène, azote et hydrogène), ainsi que le faible niveau de soufre et l'augmentation de la fluidité du métal se

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

621 953

4

combinent pour donner des pièces coulées ayant une qualité superficielle, une structure interne des propriétés mécaniques exceptionnellement favorables. Le tableau II permet de comparer les propriétés chimiques et physiques selon la norme ASTM A296 de deux pièces coulées en acier inoxydable de nuance CA6NM affiné par un procédé classique et par le procédé de la présente invention.

Tableau II

Composition (%)

ASTM A296

Ordinaire

Invention

C

0,06 maxi

0,05

0,026

Mn

1,00 maxi

0,60

0,47

Si

1,00 maxi

0,55

0,96

Cr

11,5-14,0

12,70

12,81

Ni

3,5-4,5

3,80

4,00

Mo

0,40-1,00

0,50

0,57

S

0,03 maxi

0,025

0,022

P

0,04 maxi

0,020

0,025

Propriétés physiques

Résistance à la traction

(kg/mm2)

77,3 mini

80,8

86,3

Limite élastique

(kg/mm2)

56,2 mini

70,3

76,2

Allongement (%)

15 mini

20

21

Striction (%)

35 mini

60

67

Résilience Charpy sur

barreau entaillé (kgm)

-

9,0

10,6-11,1

Ces résultats comparatifs montrent la supériorité, à tous points de vue, du procédé de l'invention, particulièrement pour l'essai de choc sur barreau entaillé. La différence de résilience est encore plus significative si l'on tient compte du fait que le métal coulé avait une teneur en soufre de 0,022%, alors que l'affinage pneumatique permet de descendre en dessous de 0,01%. Dans ce cas, aucun traitement spécial de désulfuration n'a été appliqué.

Pour des alliages à haute résistance, tels que le HY-130, on obtient une amélioration de 85% de la résilience entre une pièce coulée selon le présent procédé et une pièce du même alliage dégazée sous vide. Cette résistance au choc dépasse largement toutes les valeurs que l'on avait obtenues jusqu'ici avec des pièces coulées en cet alliage.

Exemple 1 :

Un four électrique à arc est chargé de 2856 kg de riblons de HY80, 2665 kg de riblons d'acier doux et 136 kg de chaux. La fusion dure environ 1 h et la charge est portée à environ 1700°C. Sa composition est ensuite ajustée par les techniques habituelles pour obtenir les valeurs indiquées ci-après sur la ligne composition initiale.

Le métal en fusion est ensuite versé du four dans une poche de transfert, puis chargé dans le convertisseur. On ajoute à la charge du convertisseur 227 kg de chaux, 45,4 kg de magnésie et 27,2 kg d'aluminium. Au début de l'affinage pneumatique, la température du métal est 1593° C. Le convertisseur est muni de deux tuyères horizontales immergées à tubes concentriques disposées asymé-triquement dans le bas du convertisseur, comme sur la figure unique.

Le gaz de soufflage, constitué d'oxygène dilué d'argon, est introduit par le tube central de chaque tuyère. De l'argon pur est également injecté comme fluide de protection par le passage annulaire de chaque tuyère. Pour les deux écoulements confondus, le rapport du débit d'oxygène au débit d'argon est 3:1. La quantité totale d'oxygène injecté est 60,9 m3. Le débit combiné des gaz injectés est d'environ 170 m3/h. 9 mn environ après le début du soufflage, on ajoute au métal 5 kg de chrome de charge et 8,2 kg de manganèse ordinaire. A la fin du soufflage, la température atteint 1693°C et la teneur en carbone est 0,10%.

On ajoute ensuite 45,4 kg de ferrosilicium à 50%, puis on injecte de l'argon avec un débit d'environ 113 m3/h pendant 4 mn par les deux passages de tuyères pour purger et brasser le mélange. La température descend alors à 1649°C. Le mélange est ensuite désoxydé par la méthode classique et purgé à l'argon pendant 2 mn avant d'être versé dans la poche de coulée. Les compositions initiale à la sortie du four et finale après affinage sont les suivantes :

Composition %C %Mn

%Si

%Cr

%Ni

%Mo

%P

%S

Initiale

0,32 0,54

0,55

1,29

2,85

0,43

0,014

0,004

Après

affinage

0,10 0,61

0,35

1,49

2,97

0,42

0,017

0,001

Exemple 2:

A titre de comparaison, une charge de HY80 (acier faiblement allié) est préparée comme suit par le traitement classique. Un four électrique à arc est chargé de 6810 kg de riblons HY80, de 55 kg de chrome de charge, de 6393,2 kg de riblons d'acier doux et de 272 kg de chaux. La fusion de la charge dure environ 75 mn et la température finale est 1532°C. Un ouvrier injecte ensuite environ 113 m3 d'oxygène à l'aide d'une lance consommable. Le laitier qui se forme est écrémé et la température du métal atteint 1566°C.

Les produits suivants sont ajoutés à la charge: 90,8 kg de carbone, 227 kg de ferrosilicium à 50%, 227 kg de chaux, 100 kg de chrome de charge, 129,4 kg de nickel et 30 kg d'oxyde de molybdène (M0O3).

Le four est remis en marche pendant 45 mn et la température du métal est portée à 1660°C. A ce stade, on prélève un échantillon préliminaire dont la composition est donnée ci-après. La charge est alors complétée par l'adjonction de 227 kg de chaux, de 91 kg de chrome de charge, de 61,3 kg de nickel et 12,7 kg de ferromolybdène. Le métal est à nouveau décarburé par l'injection de 190 m3 d'oxygène à l'aide d'une lance consommable. Après 20 mn de soufflage, la teneur en carbone mesurée est de 0,07%. On ajoute alors 124,9 kg de silicium/manganèse et 59,5 kg de ferrosilicium à 75%. Un échantillon est immédiatement prélevé et l'analyse donne la composition finale suivante:

Composition %C

%Mn

%Si

%Cr

%Ni

%Mo

%P

%S

Préliminaire 0,63

0,26

1,06

0,93

2,32

0,34

0,016

0,006

Finale à la

sortie du four 0,10

0,63

0,47

1,40

2,79

0,40

0,015

0,007

Le tableau HI permet de comparer les propriétés physiques de deux pièces coulées avec des alliages préparés selon les exemples 1 et 2. Après la coulée, les deux pièces sont soumises à des traitements thermiques sensiblement identiques.

(Tableau en tête de la colonne suivante)

On constate que les deux pièces ont sensiblement les mêmes propriétés, sauf pour la résistance au choc qui est nettement améliorée par le procédé de l'invention. A priori, on pourrait s'attendre que les pièces auraient des propriétés identiques, car elles ont à peu près la même composition chimique et on subi les mêmes traitements thermiques. L'excellente résistance au choc de l'alliage obtenu par le procédé de l'invention est attribuée à sa pureté interne. Bien que l'augmentation de la résilience soit un

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

Tableau 77/(HY80)

Exemple 1 Exemple 2

Résistance à la traction (kg/mm2) 72,23 71,93 5

Limite élastique (kg/mm2) 61,30 61,8

Allongement (%) 22 21

Striction (%) 55 53 Résilience Charpy sur barreau entaillé (kgm) 8,0-13,8-14,9 6,1-6,2-5,1 10

avantage essentiel pour des pièces coulées, il ne faut pas perdre de vue l'aspect économique des opérations de finition. Avec les pièces de l'exemple 1, les opérations de nettoyage, meulage, 15

rechargement et autres réparations sont beaucoup plus réduites qu'avec les pièces de l'exemple 2. Cette amélioration était inattendue et imprévisible d'après l'expérience acquise. Son incidence économique est très appréciable, car la main-d'œuvre nécessaire aux opérations de finition représente une part importante du prix 20 de revient des pièces coulées.

En plus de ces diverses améliorations, d'autres avantages ont été constatés dans le cas de pièces coulées en HY80. Par exemple, pour une pièce expérimentale réalisée selon le procédé de l'invention, le nombre de réparations à la soudure n'a été que de 5, alors 2s qu'une pièce réalisée par la méthode classique en a nécessité 95. De plus, les pièces ne présentaient pas d'écaillement dû à l'hydrogène, même sur des sections de 33 cm.

Exemple 3: 3Q

Un four électrique à arc est chargé de 4062 kg de riblons d'acier inoxydable 18/8, 18,2 kg de carbone et 227 kg de chaux.

Cette charge est fondue et portée à une température d'environ 1700"C. Sa composition est indiquée ci-après.

Le métal est ensuite transféré à l'aide d'une poche dans le 35 convertisseur d'affinage où on ajoute 227 kg de chaux. Au début de la période d'affinage pneumatique, la température du métal est 1599' C. Le soufflage est assuré par deux tuyères doubles disposées comme sur la figure. Le gaz de soufflage constitué d'oxygène dilué d'argon est injecté par les tubes centraux. De l'argon est en 40 outre injecté comme fluide de protection par les passages annulaires des tuyères. Pour les deux écoulements confondus, le rapport du débit d'oxygène au débit d'argon est environ 3:1. On injecte au total 51 m3 d'oxygène avec un débit combiné (oxygène plus argon) d'environ 200 m3/h. Après 21 mn de soufflage dans 45 ces conditions, la température du métal est 1715° C et la teneur en carbone est 0,15%. On modifie alors la proportion d'oxygène pour obtenir un rapport de 1:1. Le soufflage se poursuit dans ces

621 953

conditions pendant environ 15 mn avec l'injection de 28,3 m3 d'oxygène. On modifie à nouveau le rapport oxygène:argon pour obtenir 1:3 et on injecte 2,8 m3 d'oxygène en 4 mn environ. On ajoute ensuite 181,6 kg d'alliage fer/chrome/silicium, 45,4 kg de chaux et 97,6 kg de ferrosilicium à 50%, puis le métal est brassé et purgé pendant 17 mn par une injection d'azote pur par les deux passages des tuyères. La température finale est 1604°C, et le métal est versé dans une poche de coulée classique.

Composition %C %Mn %Si %Cr %Ni %Cu %Mo %P %S

Initiale 0,35 0,75 0,34 19,29 8,95 0,34 0,65 0,029 0,00 Après affinage 0,02 0,70 1,47 20,09 9,54 0,33 0,63 0,028 0,00

Exemple 4:

A titre de comparaison, une charge d'acier inoxydable 18/8 est préparée par la méthode classique. Un four électrique à arc est chargé de 8491 kg de riblons de 18/8, 170 kg de ferronickel, 68 kg de carbone et 1135 kg de chaux. Le four est alimenté pendant environ 118 mn pour fondre la charge et la porter à 1566°C. Un échantillon préliminaire est prélevé et sa composition est indiquée ci-après. Un ouvrier injecte environ 340 m3 d'oxygène à l'aide d'une lance consommable. Le laitier qui se forme est écrémé et on ajoute les produits suivants: 1034 kg d'alliage fer/chrome/silicium, 136 kg de ferrochrome à faible teneur en carbone, 363 kg de chaux et 36,3 kg de nickel.

Le four est remis en marche pour réchauffer la charge à la température de coulée. Les compositions préliminaire et finale à la sortie du four sont les suivantes :

Composition

%C %Mn

%Si

%Cr

%Ni

%Mo

%P

%S

Préliminaire

0,45 0,58

0,42

17,65

8,78

0,83

0,028

0,010

Après

affinage

0,05 0,63

1,21

19,84

8,85

0,78

0,033

0,005

Les propriétés des pièces coulées à partir des alliages des exemples 3 et 4 sont sensiblement les mêmes. Cependant, le temps de finition de six pièces coulées par le procédé de l'invention est réduit d'environ 30% par rapport à la main-d'œuvre nécessaire à la finition de sept pièces coulées avec un alliage affiné par les techniques classiques.

R

1 feuille dessins

Claims

621 953

1. Procédé de fabrication de pièces en métal coulé, consistant à fondre au four une charge de composition choisie, à affiner le métal en fusion, à couler le métal dans un moule, à le laisser se refroidir et se solidifier dans le moule, et à démouler la pièce, caractérisé en ce que le métal en fusion est transféré du four à un convertisseur d'affinage muni d'au moins une tuyère immergée, et en ce que le métal contenu dans le convertisseur est affiné en injectant par au moins une tuyère un mélange gazeux oxygéné contenant de 10 à 90% de gaz de dilution, et en injectant ensuite un gaz de purge dans le métal fondu par la tuyère.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on injecte un jet de gaz oxygéné entouré d'un jet annulaire de fluide de protection.

2

REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz de dilution est l'argon, l'hélium, l'hydrogène, l'azote, l'oxyde de carbone, le gaz carbonique, la vapeur d'eau ou un hydrocarbure gazeux.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz de dilution est l'argon.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz de purge est l'argon, l'hélium, l'azote ou la vapeur d'eau.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz de purge est l'argon.

7. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fluide de protection est l'argon, l'hélium, l'hydrogène, l'azote, l'oxyde de carbone, le gaz carbonique, la vapeur d'eau ou un hydrocarbure liquide ou gazeux.

8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fluide de protection est l'argon.

9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression absolue des fluides injectés à l'entrée des tuyères est au moins le double de la pression absolue des fluides à la sortie des tuyères.

10. Convertisseur pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est muni d'au moins deux tuyères immergées.

11. Convertisseur selon la revendication 10, caractérisé en ce que les tuyères sont montées latéralement et asymétriquement dans la paroi du convertisseur de façon qu'elles débouchent horizontalement à proximité de son fond selon des directions non colinéaires.