EP0561805A1 - Dispositif d'introduction tardive d'alliage particulaire lors de la coulee d'un metal liquide. - Google Patents

Dispositif d'introduction tardive d'alliage particulaire lors de la coulee d'un metal liquide.

Info

Publication number
EP0561805A1
EP0561805A1 EP91919560A EP91919560A EP0561805A1 EP 0561805 A1 EP0561805 A1 EP 0561805A1 EP 91919560 A EP91919560 A EP 91919560A EP 91919560 A EP91919560 A EP 91919560A EP 0561805 A1 EP0561805 A1 EP 0561805A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid metal
introduction
alloy
vortex
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP91919560A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0561805B1 (fr
Inventor
Thomas Margaria
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ferropem SAS
Original Assignee
Pechiney Electrometallurgie SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pechiney Electrometallurgie SAS filed Critical Pechiney Electrometallurgie SAS
Publication of EP0561805A1 publication Critical patent/EP0561805A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0561805B1 publication Critical patent/EP0561805B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/007—Treatment of the fused masses in the supply runners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for late introduction of particulate alloy (powder or grain) during the casting of a liquid metal (generally cast iron).
  • the invention is especially intended for the discontinuous casting of shaped parts in series of medium and great importance in molds obtained by automatic machines.
  • Said late introduction can be carried out in a ladle just before pouring; but this leads to an insufficient yield and regularity of quality of the castings.
  • in mold also known under the name “in mold” which consists in providing at the entrance of the casting mold a housing in which will be disposed the treatment agent so that '' it is dissolved regularly by the molten iron entering the mold.
  • This technique is effective but also long and difficult to implement, in particular it is necessary to study carefully the configuration of the geometry of the feed channels of the cast iron in order to avoid the possible entrainment of endogenous or exogenous inclusions within the casting.
  • Document FR 2 588 571 also discloses a device in which the treatment agent is introduced using a gas under low pressure into a closed treatment chamber, also under low pressure, in which there is metal liquid to be treated and poured.
  • a pressurized device allows a good dissolution of the agents, in particular Mg, and the obtaining of a good quality of the castings but it poses operational problems (fouling, blocking of the vents, untimely accumulation of undissolved agent. ..) when you want to operate discontinuous casting in series.
  • a similar device is known from documents EP 30220 or BE 639410.
  • the treatment agent is added, using a carrier gas, to the surface of the liquid iron set in motion in the form of a vortex inside. of a room.
  • EP 30220 it is preferable to close said chamber with a tight cover so as to improve the efficiency of use of the agent when it is volatile (for example if it contains magnesium).
  • This device used for discontinuous series castings with frequent interruption of the metal jet between two castings, has the same type of drawbacks as previously and requires the presence of a sealed chamber under pressure to facilitate the introduction of the agent. volatile and improve its yield and the quality of homogeneity of the flows.
  • immersed rods can be used in which the agent is propelled by a carrier gas; but this requires always having a large minimum quantity (base) of liquid metal and moreover the carrier gas is a considerable source of cooling, therefore of solidification of said liquid metal.
  • the applicant sought a device which is simple to use, and easily adaptable in particular to the discontinuous casting of small series of parts with late introduction of treatment agents, in particular those comprising volatile elements, such as Mg, and / or sparingly soluble in liquid metal. It also sought a method improving the yields of use of the added treatment agent and the consistency of the quality of the castings obtained.
  • the invention is a device for late introduction of particulate alloy during a pouring of liquid metal, characterized in that it comprises a vein of liquid metal of sufficient thickness, confined and in motion in a mixing chamber and a means of introduction, not immersed, in said vein of alloy particles giving said particles a sufficient speed and energy so that they penetrate deeply inside the liquid metal in the zone of sufficient thickness, said zone being located near a pouring orifice.
  • the device according to the invention is generally placed between a ladle or a casting furnace containing the liquid metal to be treated and cast, and the mold or molds to receive said metal.
  • the device is particularly suitable for the introduction of particulate alloy poorly soluble in the liquid metal and / or containing a volatile element, during discontinuous casting of series of parts, that is to say with stopping the casting of the metal liquid between each casting.
  • a very volatile addition element such as magnesium
  • the stream of liquid metal circulating in the mixing chamber preferably at constant flow rate, must have a sufficient thickness in line with the particle injection zone so that said thickness is greater than the penetration depth of the particles (for example at least 30%); it must be confined so that the liquid metal is not dispersed during the injection of the particles.
  • the vein of liquid metal is quickly evacuated, once treated, from the mixing chamber through a pouring orifice located in the bottom, feeding the mold of the part to be cast.
  • said stream of liquid metal of sufficient thickness to consist of a vortex obtained by means of a liquid metal supply channel, by gravity, which opens tangentially to the periphery of a mixing chamber of revolution (cylindrical or frustoconical) open from above, and near the lower part of said chamber, the bottom of which is generally profiled so as to facilitate the formation of said vortex.
  • Said bottom comprises the pouring orifice through which the treated liquid metal flows.
  • the particulate alloy is introduced into the stream of liquid metal in general using a rod which is not necessarily immersed in the liquid metal.
  • This rod is supplied with a high-speed carrier gas, preferably inert with respect to the cast metal, which carries the particulate alloy, so that said alloy leaves the rod, or any other means of introduction, with a speed or energy sufficient to penetrate, by violent projection, generally from a depth of at least 1 cm inside the liquid metal and preferably about 2 cm.
  • the penetration depth of the particles remains significantly greater than that of the carrier gas; this avoids any cooling or scattered ent redundant liquid metal.
  • the liquid metal stream can be fed from a large casting ladle via a funnel equipped with a calibrated outlet nozzle to regulate the flow of liquid metal or from '' an automatic feeding system for casting molds.
  • the mixing chamber can be fitted with an overflow opening. It is important to orient the particle jet properly with respect to the flow of the liquid metal, taking into account the characteristics of said flow: speed, geometry, physical characteristics of the liquid metal ...
  • the projection rod can be connected directly to a container of particulate alloy supplied with a carrier gas, the flow and pressure of which are sufficient to give said alloy the energy necessary to penetrate into the liquid metal.
  • the speed of the grains is of the order of 10 m / sec.
  • Figure 1 shows a non-limiting illustration of a device according to the invention, using a vortex, in a vertical section; it is equipped with a liquid metal feed funnel.
  • Figure 2 shows the same device seen from above, but without the funnel.
  • FIG. 3 represents a vector gas projection rod, equipped with an ejection device giving speed to the alloy particles while allowing a significant slowing down of the gas at the outlet.
  • FIG. 3 illustrating a particle introduction rod equipped with an ejection system giving the particles sufficient speed to penetrate deep into the liquid metal
  • the particle inlet tube connected to the particle tank which can be a simple container and need not be a gas pressure tank; this connection is preferably made via a particle dispenser-dispenser (not shown); in (12) an adjustable gas inlet (generally nitrogen) located at the height of the particle inlet; in (13), downstream, a narrowing of the venturi-type fluid stream, followed by a flaring (14) of the diameter of the outlet tube (15) of the non-submerged introduction rod.
  • an adjustable gas inlet generally nitrogen
  • the narrowing (13) allows the flow of gas supplied by the supply tube (12) to give the necessary energy to the solid particles, while the sloping (14) associated with the short length of the outlet tube (15) allows slow the gas while maintaining the speed of the particles.
  • the device according to the invention thus makes it possible to carry out series of discontinuous flows with late introduction of additives, on all types of molds, without fouling or harmful accumulation of additive due to the repeated stops of discontinuous casting, and without excessive risk of '' cooling due to carrier gas.
  • This device can be equipped with various regulating devices (liquid metal supply valves with opening and / or adjustable and / or controlled flow, flow measurements of liquid metal, powder, gas, level detection, timer introduction of powder, etc.) making it possible to optimize the casting conditions: for example the casting of a predetermined quantity of liquid metal, the introduction of a corresponding quantity of alloy dosed, at the appropriate time and for a desired duration .
  • various regulating devices liquid metal supply valves with opening and / or adjustable and / or controlled flow, flow measurements of liquid metal, powder, gas, level detection, timer introduction of powder, etc.
  • this hole In order to avoid too great a dispersion of the jet of liquid metal at the outlet of the taphole of the device, it is advantageous for this hole to have a polygonal section, for example square;
  • the maintenance of the cleanliness of the taphole can be done automatically, between the flows, by passing in the taphole a tool of section identical to that of said taphole, operated for example by a jack, this nerfing is performed at regular intervals according to a variable frequency;
  • the mixing chamber can consist of two parts obtained by cutting it along a vertical plane, preferably passing through the taphole, represented by its trace AA in FIG. 2; these two parts are generally assembled by quick fixing means.
  • the treatment alloy used has the following composition:
  • the quantity introduced is 1.1% of the weight of cast iron cast.
  • a vortex is formed using a device conforming to that illustrated in FIGS. 1 and 2 on the other hand, the alloy is supplied using an alveolar metering device at atmospheric pressure connected to a distribution tube conveying, using a carrier gas, said alloy on the vortex of liquid iron.
  • the poor yields are due to dissolution irregularities which result in fouling of the casting device.
  • the gas velocity at the outlet of the projection rod is 20 m / s and the grains penetrate about 1 cm deep into the liquid melt of the vortex.
  • the quality of the cast iron is significantly improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

Dispositif pour introduire tardivement un alliage particulaire lors d'une coulée de métal liquide, situé entre une poche de coulée ou un dispositif d'alimentation automatique dudit métal et une série de moules à remplir, caractérisé en ce qu'il comporte une veine de métal liquide d'épaisseur suffisante confinée et en mouvement dans une chambre de mélange, par exemple un vortex, et un moyen (8) d'introduction, non immergé, de particules d'alliage donnant auxdites particules une vitesse et une énergie suffisante pour qu'elles pénètrent profondément à l'intérieur du métal liquide dans la zone d'épaisseur suffisante (4), ladite zone étant située à proximité d'un orifice de coulée (5).

Description

DISPOSITIF D'INTRODUCTION TARDIVE D'ALLIAGE PARTICULAIRE LORS DE LA COULEE D'UN METAL LIQUIDE
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne un dispositif et un procédé d'introduction tardive d'alliage particulaire (poudre ou grain) lors de la coulée d'un métal liquide (en général la fonte).
ETAT DE LA TECHNIQUE
L'invention est surtout destinée à la coulée discontinue de pièces de forme en séries de moyenne et grande importance dans des moules obtenus par machines automatiques.
On sait qu'il est avantageux de procéder à l'introduction tardive des agents de traitements de la fonte (nodulisants et/ou inoculants) pour obtenir une qualité la plus reproductible possible des pièces de fonte coulées et un bon rendement des agents de traitement utilisés, en particulier quand l'agent contient du magnésium volatil et difficilement soluble dans la fonte liquide.
Ladite introduction tardive peut être effectuée dans une poche de coulée juste avant la coulée; mais ceci entraîne un rendement et une régularité de qualité des pièces coulées insuffisants.
On peut également utiliser la technique "en moule" (connue également sous l'appellation "in mold") qui consiste à prévoir à l'entrée du moule de coulée un logement dans lequel sera disposé l'agent de traitement de façon à ce qu'il soit dissous régulièrement par la fonte en fusion entrant dans le moule. Cette technique est efficace mais également longue et difficile à mettre en oeuvre, notamment il faut étudier soigneusement la configuration de la géométrie des canaux d'amenée de la fonte afin d'éviter l'entraînement éventuel d'inclusions endogènes ou exogènes au sein de la pièce coulée.
Cette technique est de préférence réservée aux grosses séries qui permettent d'amortir la mise au point du moule. On connaît également par le document FR 2 588 571, un dispositif où l'agent de traitement est introduit à l'aide d'un gaz sous faible pression dans une chambre de traitement close, également sous faible pression, dans laquelle se trouve du métal liquide à traiter et à couler. Un tel dispositif sous pression permet une bonne dissolution des agents, notamment Mg, et l'obtention d'une bonne qualité des pièces coulées mais il pose des problèmes d'exploitation (encrassement, bouchage des évents, accumulation intempestive d'agent non dissous ...) lorsqu'on veut opérer des coulées discontinues en série.
Un dispositif analogue est connu par les documents EP 30220 ou BE 639410. L'agent de traitement est additionné, à l'aide d'un gaz vecteur, à la surface de la fonte liquide mise en mouvement sous forme de vortex à l'intérieur d'une chambre. Dans EP 30220 il est préférable de fermer ladite chambre par un couvercle étanche de façon à améliorer le rendement d'utilisation de l'agent quand il est volatil (par exemple s'il contient du magnésium). Ce dispositif, utilisé pour des coulées discontinues en séries avec interruption fréquente du jet de métal entre deux coulées, présente le même type d'inconvénients que précédemment et nécessite la présence d'une chambre étanche sous pression pour faciliter l'introduction de l'agent volatil et améliorer son rendement et la qualité d'homogénéité des coulées.
On sait aussi que pour introduire un agent de traitement dans la fonte liquide on peut utiliser des cannes immergées dans lesquelles l'agent est propulsé par un gaz vecteur ; mais cela nécessite d'avoir toujours une quantité minimum importante (culot) de métal liquide et par ailleurs le gaz vecteur est une source considérable de refroidissement, donc de solidification dudit métal liquide.
OBJET DE L'INVENTION
Face à ces problèmes la demanderesse a recherché un dispositif simple d'emploi, et facilement adaptable en particulier à la coulée discontinue de petites séries de pièces avec introduction tardive d'agents de traitement, notamment ceux comportant des éléments volatils, comme le Mg, et/ou peu solubles dans le métal liquide. Elle a également recherché un procédé améliorant les rendements d'utilisation de l'agent de traitement ajouté et la constance de la qualité des pièces coulées obtenues.
L'invention est un dispositif d'introduction tardive d'alliage particulaire lors d'une coulée de métal liquide caractérisé en ce qu'il comporte une veine de métal liquide d'épaisseur suffisante, confinée et en mouvement dans une chambre de mélange et un moyen d'introduction, non immergé, dans ladite veine de particules d'alliage donnant aux dites particules une vitesse et une énergie suffisantes pour qu'elles pénètrent profondément à l'intérieur du métal liquide dans la zone d'épaisseur suffisante, ladite zone étant située à proximité d'un orifice de coulée.
Le dispositif selon l'invention est généralement placé entre une poche ou un four de coulée contenant le métal liquide à traiter et couler, et le ou les moules devant recevoir ledit métal.
Le dispositif est particulièrement adapté à l'introduction d'alliage particulaire peu soluble dans le métal liquide et/ou contenant un élément volatil, lors de coulées discontinues de séries de pièces, c'est-à-dire avec arrêt de la coulée du métal liquide entre chaque pièce coulée. En effet dans le cas d'un élément d'addition très volatil, comme le magnésium, il est très important que la vitesse des particules et leur profondeur de pénétration soient suffisantes pour que ledit élément très volati ne se libère et réagisse qu'au sein du métal liquide pour améliorer la qualité du métal traité et le rendement de l'addition.
La veine de métal liquide circulant dans la chambre de mélange, de préférence à débit constant, doit avoir une épaisseur suffisante au droit de la zone d'injection des particules de façon à ce que ladite épaisseur soit supérieure à la profondeur de pénétration des particules (par exemple d'au moins 30%); elle doit être confinée de façon à ce que le métal liquide ne soit pas dispersé lors de l'injection des particules.
En effet une injection dans un jet de métal liquide coulant à l'air libre ne convient pas, car il se produit généralement un mélange insuffisant et une dispersion du jet de métal liquide dès que l'on cherche par exemple à augmenter la vitesse d'injection des particules à l'aide d'un gaz vecteur, ce qui empêche finalement l'introduction des particules dans le métal liquide et le remplissage du moule de la pièce à couler.
La veine de métal liquide s'évacue rapidement, une fois traitée, de la chambre de mélange par un orifice de coulée situé dans le fond en alimentant le moule de la pièce à couler.
Il est avantageux que ladite veine de métal liquide d'épaisseur suffisante soit constituée par un vortex obtenu à l'aide d'un chenal d'amenée de métal liquide, par gravité, qui débouche tangentiellement à la périphérie d'une chambre de mélange de révolution (cylindrique ou tronconique) ouverte par le haut, et à proximité de la partie inférieure de ladite chambre dont le fond est en général profilé de façon à faciliter la formation dudît vortex. Ledit fond comporte l'orifice de coulée par où s'écoule le métal liquide traité.
L'alliage particulaire est introduit dans la veine de métal liquide en général à l'aide d'une canne nécessairement non immergée dans le métal liquide. Cette canne est alimentée par un gaz vecteur à grande vitesse, de préférence inerte vis à vis du métal coulé, qui véhicule l'alliage particulaire, de telle sorte que ledit alliage sorte de la canne, ou de tout autre moyen d'introduction, avec une vitesse ou une énergie suffisante pour pénétrer, par projection violente, en général d'une profondeur d'au moins 1 cm à l'intérieur du métal liquide et de préférence environ 2 cm.
On note que la profondeur de pénétration des particules reste nettement supérieure à celle du gaz vecteur; on évite ainsi tout refroidissement ou éparpille ent rédhîbitoire du métal liquide.
L'alimentation de la veine de métal liquide peut être faite à partir d'une poche de coulée de grandes dimensions par l'intermédiaire d'un entonnoir équipé d'une buse de sortie calibrée pour régler le débit de métal liquide ou à partir d'un système d'alimentation automatique de moules de coulée.
La chambre de mélange peut être équipée d'un orifice de trop-plein. Il est important d'orienter convenablement le jet de particule par rapport à l'écoulement du métal liquide, en tenant compte des caractéristiques dudit écoulement: vitesse, géométrie, caractéristiques physiques du métal liquide...
La canne de projection peut être branchée directement sur un conteneur d'alliage particulaire alimenté par un gaz vecteur dont le débit et la pression sont suffisants pour donner audit alliage l'énergie nécessaire de pénétration dans le métal liquide. La vitesse des grains est de l'ordre de 10 m/sec.
Mais il est préférable d'utiliser une canne équipée d'un système propre d'éjection. Dans ce cas il est possible de la relier d'une part à un conteneur d'alliage particulaire quelconque, n'ayant pas besoin d'être mis sous pression, par l'intermédiaire d'un distributeur (par exemple vibrant ou alvéolaire ou à guillotine), et d'autre part à une source de gaz vecteur sous pression.
La figure 1 représente une illustration non limitative d'un dispositif conforme à l'invention, utilisant un vortex, selon une coupe verticale ; il est équipé d'un entonnoir d'alimentation en métal liquide.
La figure 2 représente le même dispositif vu de dessus, mais sans 1 'entonnoir.
La figure 3 représente une canne de projection par gaz vecteur, équipée d'un dispositif d'éjection donnant de la vitesse aux particules d'alliage tout en permettant un ralentissement important du gaz à la sortie.
Sur la figure 1 on voit en (1) le chenal d'amenée de métal liquide (par exemple fonte) vers la chambre de mélange (2). Le chenal débouche en (3) tangentiellement à la périphérie de la chambre et à proximité immédiate de la zone de vortex (4) prolongée par l'orifice de coulée (5). La chambre est ici de forme tronconique, possède une large ouverture (6) à sa partie supérieure et un orifice de trop-plein (7). On voit en (8) la canne non immergée d'introduction à grande vitesse de l'alliage particulaire dans le métal liquide du vortex. En (9) a été installé un entonnoir permettant d'alimenter le chenal (1) à partir d'une poche de coulée importante non représentée.
Sur la figure 2, où l'entonnoir n'est pas figuré, on voit en (1) le chenal débouchant tangentiellement en (3) dans la chambre de mélange (2), en (4) la zone de vortex, en (5) l'orifice de coulée, en (6) l'ouverture supérieure, en (7) le trop-plein et en (8) l'emplacement de la canne non immergée d'introduction de l'alliage particulaire.
Sur la figure 3, illustrant une canne d'introduction de particules équipée d'un système d'éjection donnant la vitesse suffisante aux particules pour pénétrer profondément dans le métal liquide, on voit en (11) le tube d'arrivée de particules relié au réservoir de particules qui peut être un simple conteneur et n'a pas besoin d'être un réservoir sous pression de gaz ; cette liaison est de préférence faîte par l'intermédiaire d'un distributeur-doseur de particules (non représenté); en (12) une arrivée de gaz réglable (en général azote) située à hauteur de l'arrivée des particules ; en (13), en aval, un rétrécissement de la veine de fluide du type venturi, suivi d'un ëvasement (14) du diamètre du tube de sortie (15) de la canne d'introduction non immergée.
Le rétrécissement (13) permet au flux de gaz amené par le tube d'amenée (12) de donner l'énergie nécessaire aux particules solides, tandis que Tëvasement (14) associé à la faible longueur du tube de sortie (15) permet de ralentir le gaz tout en conservant la vitesse des particules.
Le dispositif selon l'invention permet ainsi de réaliser des séries de coulées discontinues avec introduction tardive d'additifs, sur tous types de moules, sans encrassement ni accumulation néfaste d'additif dus aux arrêts répétés de la coulée discontinue, et sans risque excessif d'un refroidissement dû au gaz vecteur.
Il peut être aisément intercalé entre une poche de coulée ou un appareil d'alimentation automatique de coulée et les moules sans précaution ou mise au point particulière, ce qui en fait un appareil simple d'emploi. Il est adaptable à tous types de fonderies, notamment celles utilisant des machines automatiques de production de moules en série.
Ce dispositif peut être équipé de différents organes de régulation (robinets d'alimentation en métal liquide à ouverture et/ou débit réglable et/ou asservis, mesures de débit de métal liquide, de poudre, de gaz, détection de niveau, temporisateur d'introduction de poudre etc..) permettant d'optimiser les conditions de coulées : par exemple la coulée d'une quantité prédéterminée de métal liquide, l'introduction d'une quantité d'alliage dosée correspondante, au moment opportun et pendant une durée voulue.
Des perfectionnements sont possibles:
- afin d'éviter une trop grande dispersion du jet de métal liquide à la sortie du trou de coulée du dispositif, il est avantageux que ce trou ait une section polygonale, par exemple carrée;
- l'entretien de la propreté du trou de coulée peut se faire automatiquement, entre les coulées, en faisant transiter dans le trou de coulée un outil de section identique à celle dudit trou de coulée, manoeuvré par exemple par un vérin, ce ringardage est effectué à intervalle régulier selon une fréquence variable;
- pour simplifier ses nettoyages ëpisodiques, la chambre de mélange peut être constituée de deux parties obtenues en la coupant selon un plan vertical, passant de préférence par le trou de coulée, représenté par sa trace AA sur la figure 2; ces deux parties sont en général assemblées par des moyens de fixation rapide.
Bien qu'il puisse être utilisé pour tous types de métal liquide et tous types d'additifs pulvérulents, il est particulièrement adapté au traitement tardif de nodulisation et/ou d'inoculation des fontes de moulage, par exemple à l'aide d'alliage Fe Si Mg contenant de 40 % à 75 % de Si, et de 3 à 30% de Mg.
Il permet également d'améliorer quantitativement et qualitativement le rendement d'introduction d'alliages peu solubles et/ou volatils, tels ceux contenant du magnésium, c'est-à-dire en améliorant simultanément le niveau du rendement et sa régularité d 'une coulée à l ' autre.
EXEMPLE
On comparera les résultats de rendements d'introduction de magnésium en grandeur et stabilité obtenus avec un dispositif selon l'invention et selon l'art antérieur.
On a utilisé, dans les deux cas, la même fonte caractérisée par l'analyse chimique suivante :
C 3,7 %
Si 2,7 %
S 0,008 %
Fe solde
et qui a servi à couler des lingotins de 15 kg.
L'alliage de traitement utilisé a la composition suivante :
et sa granulométrie est comprise entre 0,2 et 2 mm.
La quantité introduite est de 1,1 % du poids de fonte coulée.
ESSAI 1
Dans cet essai on a utilisé un dispositif de coulée illustrant l'art antérieur. On forme un vortex à l'aide d'un dispositif conforme à celui illustré par les fig. 1 et 2 par contre on alimente l'alliage en utilisant un doseur alvéolaire à pression atmosphérique relié à un tube de distribution véhiculant, à l'aide d'un gaz porteur, ledit alliage sur le vortex de fonte liquide.
Dans les lingotins obtenus, on note un rendement (exprimé par le rapport entre la quantité de magnésium observée dans la fonte et la quantité de magnésium introduite) s'échelonnant entre 35 et 60 % ; -de plus pour les rendements inférieurs à 45 % le graphite de la fonte ©btenue n'est pas totalement nodulaire ce qui altère les propriétés de la fonte.
Les mauvais rendements sont dus à des irrégularités de dissolution qui se traduisent par un encrassement du dispositif de coulée.
ESSAI 2
Dans cet essai on a utilisé un dispositif de coulée selon l'invention, conforme à celui illustré dans les figure 1 et 2, l'alliage étant introduit en profondeur dans le vortex à l'aide d'une canne de projection non immergée conforme à celle illustrée dans la figure 3 et procurant une grande vitesse aux grains d'alliage. La canne est alimentée par le même doseur alvéolaire que dans l'essai 1.
La vitesse des gaz à la sortie de la canne de projection est de 20 m/s et les grains pénètrent à environ 1 cm de profondeur dans la fonte liquide du vortex.
Dans les lingotins obtenus on note un rendement s'échelonnant entre 50 et 65 % en amélioration significative en valeur et en dispersion ; on obtient dans tous les cas une structure de graphite totalement nodulaire.
La qualité de la fonte s'en trouve notablement améliorée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'introduction tardive d'alliage particulaire lors d'une coulée de métal liquide caractérisé en ce qu'il comporte une veine de métal liquide d'épaisseur suffisante, confinée et en mouvement dans une chambre de mélange et un moyen d'introduction, non immergé, dans ladite veine de particules d'alliage donnant aux dites particules une vitesse et une énergie suffisantes pour qu'elles pénètrent suffisamment profondément à l'intérieur du métal liquide dans la zone d'épaisseur suffisante, ladite zone étant située à proximité d'un orifice de coulée.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules pénètrent à l'intérieur du métal liquide à une profondeur d'au moins 1 cm et de préférence 2 cm.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le moyen d'introduction non immergé comprend une canne d'introduction et un gaz vecteur à grande vitesse.
4. Dispositif selon Tune quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la veine de métal liquide est un vortex formé dans la chambre de mélange.
5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le moyen d'obtention du vortex de métal liquide comprend un chenal d'amenée de métal liquide par gravité débouchant tangentiellement à la périphérie d'une chambre de mélange de révolution et à proximité de son fond, ledit fond étant profilé de façon à faciliter la formation du vortex et comportant un orifice de coulée.
6. Dispositif selon Tune quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la veine de métal liquide est alimentée à l'aide d'un entonnoir pour assurer la constance du débit.
7. Dispositif selon Tune quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'il est équipé de moyens de contrôle, de régulation et d'asservissement du flux de métal liquide et d'alliage particulaire.
8. Dispositif selon Tune quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il est appliqué au traitement tardif de la fonte liquide de moulage à l'aide d'un alliage nodulisant et/ou inoculant à base de Fe Si Mg.
9. Dispositif selon Tune quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'orifice de coulée a une section polygonale de préférence carrée.
10.Dispositif selon Tune quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que l'orifice de coulée est nettoyé par ringardage à l'aide d'un outil de section identique à celle du trou de coulée.
11.Dispositif selon Tune quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que la chambre de coulée est constituée de deux parties obtenues en la coupant par un plan vertical passant par le trou de coulée.
EP91919560A 1991-10-16 1991-10-16 Procede et dispositif d'introduction tardive d'alliage particulaire lors de la coulee d'un metal liquide Expired - Lifetime EP0561805B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FR1991/000808 WO1993008309A1 (fr) 1991-10-16 1991-10-16 Dispositif d'introduction tardive d'alliage particulaire lors de la coulee d'un metal liquide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0561805A1 true EP0561805A1 (fr) 1993-09-29
EP0561805B1 EP0561805B1 (fr) 1996-07-10

Family

ID=1239380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP91919560A Expired - Lifetime EP0561805B1 (fr) 1991-10-16 1991-10-16 Procede et dispositif d'introduction tardive d'alliage particulaire lors de la coulee d'un metal liquide

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5435527A (fr)
EP (1) EP0561805B1 (fr)
JP (1) JPH06502125A (fr)
KR (1) KR930703468A (fr)
DE (1) DE69120829T2 (fr)
ES (1) ES2089246T3 (fr)
FR (1) FR2665854A1 (fr)
WO (1) WO1993008309A1 (fr)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997026101A1 (fr) * 1996-01-17 1997-07-24 Metaullics Systems Co. L.P. Puits ameliore servant au chargement du metal en fusion
US6036745A (en) * 1997-01-17 2000-03-14 Metaullics Systems Co., L.P. Molten metal charge well
WO1999050466A1 (fr) * 1998-03-30 1999-10-07 Metaullics Systems Co., L.P. Systeme d'immersion de mitraille pour puits de chargement/fusion de mitraille de four
US6613119B2 (en) * 2002-01-10 2003-09-02 Pechiney Electrometallurgie Inoculant pellet for late inoculation of cast iron
CN100389909C (zh) * 2005-12-28 2008-05-28 山东建筑工程学院 球化浇包装置
EP2100975A1 (fr) * 2008-02-26 2009-09-16 Corus Technology BV Procédé et dispositif pour traiter un métal fondu pour produire des coulages de métal
US8246715B2 (en) 2010-05-26 2012-08-21 Thut Bruno H Adjustable vortexer apparatus

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE639410A (fr) *
CH584075A5 (fr) * 1973-04-11 1977-01-31 Fischer Ag Georg
GB1558190A (en) * 1975-10-27 1979-12-19 Materials & Methods Ltd Method for treatment of a stream of molten iron ba introduction of a reactive additive
US4034970A (en) * 1976-01-28 1977-07-12 General Motors Corporation Method and device for nodularizing cast iron
US4191563A (en) * 1976-03-08 1980-03-04 Ford Motor Company Continuous stream treatment of ductile iron
US4053146A (en) * 1976-03-08 1977-10-11 Ford Motor Company Continuous stream treatment of ductile iron
DE2834900C2 (de) * 1978-06-28 1983-10-27 BCIRA, Birmingham Vorrichtung zur Einführung von Pulver oder Granulat in geschmolzenes Metall
US4298377A (en) * 1979-12-03 1981-11-03 Union Carbide Corporation Vortex reactor and method for adding solids to molten metal therewith
FR2588571B1 (fr) * 1985-10-15 1992-05-22 Pechiney Electrometallurgie Dispositif et procede d'injection continue sous faible pression d'un additif pulverulent dans un courant de metal fondu
NO165686C (no) * 1988-08-04 1991-03-20 Elkem As Anordning for tilfoersel av inokuleringsmiddel til en oese.
US5129629A (en) * 1990-10-11 1992-07-14 Hickman, Williams & Company Apparatus for feeding material into a molten stream

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9308309A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE69120829T2 (de) 1996-12-12
EP0561805B1 (fr) 1996-07-10
DE69120829D1 (de) 1996-08-14
KR930703468A (ko) 1993-11-30
ES2089246T3 (es) 1996-10-01
FR2665854B1 (fr) 1994-12-16
WO1993008309A1 (fr) 1993-04-29
US5435527A (en) 1995-07-25
FR2665854A1 (fr) 1992-02-21
JPH06502125A (ja) 1994-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1165117A (fr) Dispositif de traitement d'un bain de metal liquide par injection de gaz
EP0048713A1 (fr) Procede de fabrication de granules metalliques, produits obtenus et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede.
EP0561805B1 (fr) Procede et dispositif d'introduction tardive d'alliage particulaire lors de la coulee d'un metal liquide
LU85881A1 (fr) Panier de coulee continue dote de fonctions de reacteur pour les traitements realises en dehors du four
BE1017392A3 (fr) Busette a jet creux pour coulee continue d'acier.
EP0127521B1 (fr) Procédé et dispositif de traitement d'un métal liquide moulé sous basse pression, notamment pour l'inoculation de la fonte
CA2142420A1 (fr) Procede et dispositif de coulee continue de fils metalliques de tres faible diametre directement a partir de metal liquide
FR2554030A1 (fr) Dispositif de decharge de metal fondu
BE1010261A3 (fr) Dispositif pour deposer en continu sur un support mobile au moins deux matieres fines en couches superposees alternees.
FR2555080A1 (fr) Procede et appareil pour eviter la formation d'un tourbillon dans un recipient metallurgique de coulee a sortie par le fond
EP0050581A1 (fr) Procédé et installation pour la fabrication continue d'ébauches creuses en métal
FR2547597A1 (fr) Procede et appareil pour le traitement continu de metal en fusion
FR2792948A1 (fr) Procede et dispositif ameliores de degazage et de separation des inclusions d'un bain de metal liquide par injection de bulles de gaz
WO2006108874A1 (fr) Procede pour la coulee continue d'ebauches de profiles en metal
EP0223722B1 (fr) Dispositif et procédé d'injection continue sous faible pression d'un additif pulvérulent dans un courant de métal fondu
FR2646859A1 (fr) Procede et appareil pour regler les isothermes d'electrode dans une refonte d'electro-laitier
FR2728491A1 (fr) Dispositif de coulee d'un metal liquide avec injection d'un gaz inerte dans le metal liquide en cours de coulee
EP1330322A1 (fr) Procede et dispositif pour couler en continu de l'acier liquide
FR2651160A1 (fr) Procede et dispositif pour couler des barres metalliques ou analogues.
BE1004046A3 (fr) Dispositif de dosage et de transport d'une masse pulverulente.
EP0943380A1 (fr) Installation de coulée en continu d'un produit métallique et procédés de mise en oeuvre d'une telle installation
FR2666258A1 (fr) Busette d'alimentation de metal liquide pour une lingotiere de coulee continue.
CH381434A (fr) Procédé et appareil de fabrication d'acier contenant du plomb
LU85378A1 (fr) Procede et dispositif de traitement d'un metal liquide moule a basse pression,notamment pour l'inoculation de la fonte
FR2700283A1 (fr) Busette immergée pour la coulée continue des métaux.

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19930621

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BE DE ES GB IT NL

17Q First examination report despatched

Effective date: 19950619

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): BE DE ES GB IT NL

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: ING. A. GIAMBROCONO & C. S.R.L.

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

REF Corresponds to:

Ref document number: 69120829

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19960814

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19960820

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2089246

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2089246

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19980924

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19981001

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 19981015

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 19981019

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19981031

Year of fee payment: 8

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19991016

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19991017

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19991031

BERE Be: lapsed

Owner name: PECHINEY ELECTROMETALLURGIE

Effective date: 19991031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20000501

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19991016

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20000501

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20000801

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20001113

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20051016