EP1294954A1 - Fil fourre pour l'introduction d'additifs dans un bain de metal en fusion - Google Patents

Fil fourre pour l'introduction d'additifs dans un bain de metal en fusion

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EP1294954A1 EP01949549A EP01949549A EP1294954A1 EP 1294954 A1 EP1294954 A1 EP 1294954A1 EP 01949549 A EP01949549 A EP 01949549A EP 01949549 A EP01949549 A EP 01949549A EP 1294954 A1 EP1294954 A1 EP 1294954A1
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combustible
metal
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Definitions

  • the invention relates to a cored wire for the introduction of additives into a bath of molten metal.
  • Steels, cast irons, etc. are materials whose mechanical or other properties depend in particular on the complex composition of the material.
  • the content of certain elements is adjusted to obtain the desired composition.
  • This cored wire consists of a metal envelope containing the additive which it is desired to introduce into the molten bath.
  • the metallic envelope was simply folded back so as to place the two edges of the shaped strip side by side.
  • This process consists of mechanically stapling the two edges of the strip. It is more precisely a question of rolling the two edges together so that the edges hang on one another. This then prevents losses of the additive contained in the said strip.
  • the heat of the molten metal bath causes the cored wire to explode in an area very close to the surface of the bath.
  • This combustible envelope is wound in a helix around the metal sheath.
  • the subject of the invention is a cored wire comprising a metallic sheath containing an additive, this sheath being characterized in that this metallic sheath is covered by an envelope 7 which, combustible without leaving any annoying residue, temporarily delays the propagation of heat to the core of the cored wire.
  • FIG. 1 a section of a cored wire according to the invention
  • - Figure 2 a step of preparing the cored wire
  • - Figure 3 an installation using a cored wire
  • FIG. 4 a section of a variant of cored wire.
  • a cored wire 1 intended for the introduction of an additive into a bath 2 of molten material, such as steel, cast iron or the like.
  • This molten bath is at a relatively high temperature and it is contained in a pocket 3.
  • this cored wire 1 is introduced into the bath with a predetermined speed.
  • this cored wire comprises a metallic sheath 5 containing an additive 6.
  • This metal sheath 5 is mechanically closed, that is to say that the edges of the strip are associated with each other, for example by rolling.
  • this metallic sheath is covered by an envelope 7 which, combustible without leaving annoying residues, temporarily delays the propagation of heat towards the core of the cored wire.
  • An envelope may, for example, be suitable for a bath composition but not suitable for another bath composition.
  • the protective casing 7 is constituted by at least one layer 7A of paper wrapped around the metal sheath.
  • the cored wire explodes after one second, - with two layers, the cored wire explodes after a second and a half and
  • the cored wire explodes after two seconds and two tenths.
  • the layer or layers of the envelope advantageously consist of one or more helical windings of a strip of paper. These windings are for example crossed.
  • An external fixing of these layers is, in an alternative embodiment, carried out by applying a layer of varnish which will obviously be devoid of water or substances reacting violently with the material constituting the bath.
  • An envelope fixing layer is therefore provided, in particular when the latter is formed from several strips.
  • the width of the strip is preferably adapted to the wire diameter and the conditions of use and, for example, between five and forty centimeters.
  • the thickness of the protective envelope will therefore be adapted to the user's needs (temperature of the bath and material to be injected).
  • FIG. 4 in particular in certain cases where the injection machine could damage the combustible envelope, above this combustible envelope 7, a metal protection 10 encloses the assembly constituted by the additive, the metallic sheath and the combustible envelope.
  • This aforementioned assembly is therefore covered by a metal protection.
  • This metallic protection prevents the combustible envelope from being altered during handling of the cored wire and on the other hand forms, with the metallic sheath housing the additive and the combustible envelope, a complex material delaying the melting of the assembly.
  • this metal protection is constituted by a strip whose edges are stapled to form a tubular element. This is the method usually used to form the metal sheath housing the additives.
  • the shape of the clip 11 has not been shown.
  • the sheet of paper can be much thicker and it is laid at the same time as the metal protection.
  • the edges of the thick sheet overlap.

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  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
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Abstract

L'invention se rapporte à un fil fourré pour l'introduction d'additifs dans un bain de métal en fusion comprenant une gaine (5) métallique contenant un additif (6) laquelle gaine métallique est recouverte par une enveloppe (7) qui, combustible sans laisser de résidus gênants, retarde momentanément la propagation de la chaleur vers le coeur du fil fourré ce fil fourré étant caractérisé en ce que qu'au dessus de cette enveloppe combustible, une protection métallique enserre l'ensemble constituée par l'additif, la gaine métallique et l'enveloppe combustible.

Description

FIL FOURRE POUR L'INTRODUCTION D'ADDITIFS DANS UN BAIN DE MÉTAL EN FUSION
L'invention se rapporte à un fil fourré pour l'introduction d'additifs dans un bain de métal en fusion.
Les aciers, fontes, etc ... sont des matériaux dont les propriétés mécaniques ou autres dépendent notamment de la composition complexe du matériau.
Pour obtenir un matériau ayant certaines propriétés, à partir d'une composition de base, on ajuste la teneur en certains éléments pour obtenir la composition souhaitée.
Il est connu, depuis une vingtaine d'années, d'ajuster la composition de la matière en fusion par introduction dans celle-ci d'une longueur prédéterminée d'un fil fourré. Ce fil fourré est constitué d'une enveloppe métallique contenant l'additif que l'on souhaite introduire dans le bain en fusion.
La quantité d'additif par mètre étant connue, il est relativement simple d'ajuster la composition du bain.
Sur les premiers fils fourrés réalisés, l'enveloppe métallique était simplement repliée de manière à placer cote à cote les deux bord du feuillard mis en forme.
Une feuille intérieure était préalablement mise en place pour fermer le passage qui subsistait entre les bords dudit feuillard mais celle-ci était peu efficace dans la mesure où ce fil fourré subit une opération de bobinage sur un touret puis de débobinage lors de son utilisation. Cette solution a été rapidement remplacée par une fermeture différente du feuillard.
Ce procédé consiste à agrafer mécaniquement les deux bords du feuillard. Il s'agit plus précisément de rouler ensemble les deux bords pour que les bords s'accrochent l'un sur l'autre. Cela évite alors des pertes de l'additif contenu dans le dit feuillard.
Cette solution, qui permet l'ajustement d'une composition par introduction d'un fil fourré dans la matière en fusion, fonctionne très correctement avec la plupart des additifs. Toutefois se posent des problèmes avec certains additifs, tels le calcium, le magnésium, le sélénium, le souffre ou autres.
En effet, pour certains de ces additifs, la chaleur du bain de métal en fusion provoque l'explosion du fil fourré dans une zone très proche de la surface du bain. Pour d'autres additifs, ceux-ci se vaporisent très rapidement et à proximité de la surface.
Il se produit donc une forte réactivité en surface ce qui engendre une oxydation et/ou une renitruration du bain, des projections du métal liquide qui endommagent le matériel, de fortes émanations de fumée. Avec ces additifs, le rendement de cette opération d'introduction est donc trop faible et avec des conditions de sécurité inadaptées à l'utilisation industrielle.
Pour tenter de remédier à ce problème, il est connu d'introduire le fil fourré au travers d'une buse en matériau réfractaire plongée dans le bain.
L'utilisation de cette buse est très délicate et très coûteuse. L'invention se propose de remédier aux inconvénient précités.
Il est connu de recouvrir cette gaine métallique par une enveloppe qui, combustible sans laisser de résidus gênants, retarde momentanément la propagation de la chaleur vers le cœur du fil fourré.
Les gains sont intéressants. Cette enveloppe combustible est enroulée en hélice autour de la gaine métallique.
On constate malheureusement que parfois l'enveloppe papier s'abîme lors des manipulation, c'est-à-dire lors de l'enroulement sur le touret ou lorsque le fil placé sur le touret est prélevé pour être introduit dans le bain. A cet effet, l'invention a pour objet un fil fourré comprenant une gaine métallique contenant un additif cette gaine étant caractérisée en ce que cette gaine métallique est recouverte par une enveloppe 7 qui, combustible sans laisser de résidus gênants, retarde momentanément la propagation de la chaleur vers le cœur du fil fourré. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement :
- figure 1 : une coupe d'un fil fourré selon l'invention,
- figure 2 : une étape de préparation du fil fourré, - figure 3 : une installation utilisant un fil fourré,
- figure 4 : une coupe d'une variante de fil fourré.
En se reportant un dessin, on voit un fil 1 fourré destiné à l'introduction d'un additif dans un bain 2 de matière en fusion, tel un acier, une fonte ou autre. Ce bain en fusion est à une température relativement importante et il est contenu dans une poche 3.
Pour ajuster la composition du bain de matière en fusion, on introduit dans le bain ce fil fourré 1 avec une vitesse prédéterminée.
Les moyens 4 d'introduction sont classiques et ne seront pas détaillés. Classiquement, ce fil fourré comprend une gaine 5 métallique contenant un additif 6.
Cette gaine 5 métallique est fermée mécaniquement, c'est à dire que les bords du feuillard sont associés entre eux, par exemple par roulage.
Avantageusement, cette gaine métallique est recouverte par une enveloppe 7 qui, combustible sans laisser de résidus gênants, retarde momentanément la propagation de la chaleur vers le cœur du fil fourré.
Par résidus gênants, on comprendra des résidus qui affectent la composition du bain ou produisent des inclusions modifiant le comportement du bain lors de la coulée. Une enveloppe pourra, par exemple, convenir pour une composition de bain mais ne pas convenir par une autre composition de bain.
Avantageusement, l'enveloppe 7 de protection est constituée par au moins une couche 7A de papier enroulé autour de la gaine métallique.
Le papier 7A est un papier dit pour application pyrotechnique. C'est à dire qu'il présente une résistance à l'inflammation et un coefficient de résistance thermique supérieure à celle d'une feuille de papier ordinaire. Cette protection thermique est obtenue :
- soit en intégrant dans la composition du papier des constituants retardant l'inflammation, - soit en combinant la couche de papier et la colle utilisée pour encoller l'une sur l'autre des bandes superposées.
Par exemple, sont connus des papiers ignifugés non couchés sans bois garantis M1. Il s'agit d'un matériau pour lequel la propagation des flammes est nulle, pas de chutes de gouttes enflammées et pas de persistance de flammes. Cette enveloppe a des caractéristiques d'isolation thermique tout en étant combustible.
Des essais ont été réalisés avec un type de papier et montre :
- que sans couche de papier le fil fourré explose au bout d'une seconde, - avec deux couches, le fil fourré explose au bout d'une seconde et demi et
- avec dix couches, le fil fourré explose au bout de deux secondes et deux dixièmes.
Ainsi, en ajustant l'épaisseur de l'enveloppe et la vitesse d'introduction du fil fourré, on retarde suffisamment soit l'explosion, soit la vaporisation et on parvient donc aisément à introduire le fil fourré à une profondeur suffisante.
La ou les couches de l'enveloppe sont avantageusement constituées par un ou plusieurs enroulements hélicoïdaux d'une bande de papier. Ces enroulements sont par exemple croisés.
Une fixation externe de ces couches est, dans une variante de réalisation, effectuée par application d'une couche de vernis qui sera bien évidemment dépourvue d'eau ou de substances réagissant violemment avec le matériau constituant le bain.
Est donc prévue une couche de fixation de l'enveloppe notamment lorsque celle-ci est formée de plusieurs bandes. La largeur de la bande est, de préférence, adaptée au diamètre de fil et aux conditions d'utilisation et, par exemple, comprise entre cinq et quarante centimètres.
L'épaisseur de l'enveloppe de protection sera donc adaptée au besoin de l'utilisateur (température du bain et matériau à injecter).
Avantageusement, figure 4, notamment dans certains cas où la machine d'injection pourrait abîmer l'enveloppe combustible, au dessus de cette enveloppe 7 combustible, une protection 10 métallique enserre l'ensemble constituée par l'additif, la gaine métallique et l'enveloppe combustible.
Cet ensemble précité est donc recouvert par une protection métallique. Cette protection 10 métallique évite que l'enveloppe combustible s'altère lors des manipulation du fil fourré et d'autre part forme avec la gaine métallique logeant l'additif et l'enveloppe combustible un matériau complexe retardant la fusion de l'ensemble.
Avantageusement, cette protection métallique est constituée par un feuillard dont les bords sont agrafés pour former un élément tubulaire. Il s'agit de la méthode usuellement utilisée pour former la gaine métallique logeant les additifs.
La forme de l'agrafe 11 n'a pas été représentée.
C'est la méthode qui apparaît la plus simple à mettre en place et qui n'abîme pas l'enveloppe combustible.
Avantageusement, au lieu de poser la feuille de papier sous forme enroulée, la feuille de papier peut être beaucoup plus épaisse et elle est posée en même temps que la protection métallique.
Les bords de la feuille épaisse se recouvrent.

Claims

REVENDICATIONS
1. Fil fourré pour l'introduction d'additifs dans un bain de métal en fusion comprenant une gaine (5) métallique contenant un additif (6) cette gaine (5) métallique étant caractérisée en ce qu'elle est recouverte par une enveloppe (7) qui, combustible sans laisser de résidus gênants, retarde momentanément la propagation de la chaleur vers le cœur du fil fourré.
2. Fil fourré selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'enveloppe (7) de protection est constituée par au moins une couche (7 A) de papier enroulé autour de la gaine métallique.
3. Fil fourré selon la revendication 2 caractérisée en ce que le papier (7 A) est un papier dit pour application pyrotechnique.
4. Fil fourré selon la revendication 2 caractérisée en ce que la ou les couches de l'enveloppe sont constituées par un ou plusieurs enroulements hélicoïdaux d'une bande de papier.
5. Fil fourré selon la revendication 4 caractérisée en ce que les enroulements sont croisés.
6. Fil fourré selon la revendication 4 caractérisée en ce qu'une fixation externe de ces couches est effectuée par application d'une couche de vernis.
7. Fil fourré selon la revendication 4 caractérisée en ce que la largeur de la bande est comprise entre cinq et quarante centimètres.
8. Fil fourré selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 caractérisée en ce qu'au dessus de l'enveloppe combustible, une protection métallique enserre l'ensemble constitué par l'additif, la gaine métallique et l'enveloppe combustible.
9. Fil fourré selon la revendication 8 caractérisée en ce que la protection métallique est constituée par un feuillard dont les bords sont agrafés pour former un élément tubulaire.
10. Fil fourré selon la revendication 8 caractérisée en ce que l'enveloppe combustible est formée par une feuille épaisse posée en même temps que la protection métallique.
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