FR2774611A1

FR2774611A1 - Dispositif pour filtrer et traiter du metal en fusion

Info

Publication number: FR2774611A1
Application number: FR9801634A
Authority: FR
Inventors: Jean Daussan; Gerard Daussan; Andre Daussan
Original assignee: Daussan SAS
Current assignee: Daussan SAS
Priority date: 1998-02-11
Filing date: 1998-02-11
Publication date: 1999-08-13
Anticipated expiration: 2018-02-11
Also published as: FR2774611B1; CN1225948A; EP0936007A1; CN1067441C; EP0936007B1; BR9900575A; DE69907531D1; DE69907531T2; US6216768B1

Abstract

Le rapport entre le nombre des trous libres (4a) d'une plaque filtrante (2, 3) situés dans les régions (9) non recouvertes par la plaque de traitement (7), d'une part, et le nombre total des trous (4, 4a) de ladite plaque filtrante (2, 3), d'autre part, n'est pas inférieur à 10%, et/ ou n'est pas supérieur à 75%.

Description

La présente invention concerne un dispositif

pour filtrer et traiter du métal en fusion.

On connaît, d'après le EP-A-0 578 517 au nom de la Demanderesse, un dispositif pour filtrer et traiter du métal en fusion, comprenant une série d'au moins deux plaques filtrantes en matière minérale réfractaire percées de trous de filtration pour le passage et la filtration du métal en fusion, ces plaques étant maintenues à une distance prédéterminée l'une de l'autre par des parois périphériques de manière à ménager entre elles une cavité à l'intérieur de laquelle est logée une plaque d'un matériau de traitement dudit métal en fusion ayant une forme telle que, vue dans le sens de passage du métal liquide, la plaque laisse sur les plaques filtrantes au moins une

région non recouverte.

La région de la première plaque filtrante (amont) non recouverte par la plaque de matériau de traitement comporte des trous de filtration libres qui permettent au métal en fusion de pénétrer dans la cavité, de venir en contact avec le matériau de traitement de la plaque, et de s'écouler autour de la plaque avant de quitter la cavité par les trous de filtration libres de la seconde plaque filtrante

(aval).

On constate ainsi que le métal en fusion traverse librement le dispositif dès le début de la coulée, après avoir été en contact avec le matériau de traitement présent dans la cavité du dispositif, de sorte que l'on obtient un traitement du métal en fusion très homogène dès le début et jusqu'à la fin de la

coulée dudit métal.

Un tel dispositif est adapté à être préfabriqué par le fournisseur de filtre en fonction

des exigences de l'utilisateur final.

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L'utilisateur final, qui est en général une

fonderie, a deux exigences contradictoires.

D'une part, sachant que le poids d'un même matériau de traitement doit être une fraction connue du poids du métal en fusion traversant le dispositif lors d'une opération de coulée prédéterminée, l'utilisateur a besoin de dispositifs contenant des poids respectifs prédéterminés différents de matériau de traitement constituant une série. Une telle série peut aller, par exemple dans le cas d'un matériau d'inoculation pour la coulée de fonte à graphite sphéroidal, par paliers successifs de 10 grammes en 10 grammes ou de 20 grammes

en 20 grammes, de dix grammes à 150 grammes ou plus.

En outre, on utilise des matériaux de traitement différents suivant la nature du métal en fusion à traiter, ces matériaux de traitement différents ayant des densités différentes et étant utilisés dans des proportions différentes par rapport

au poids du métal en fusion à traiter.

D'autre part, et pour des raisons de standardisation des équipements utilisés, un utilisateur souhaite limiter au maximum le nombre de dispositifs de dimensions différentes nécessaire pour

faire face à ses besoins.

La Demanderesse à donc été conduite à étudier la possibilité de placer, dans la cavité d'un même dispositif pour filtrer et traiter du métal en fusion, des quantités différentes de matériaux de traitement différents. Certains essais effectués par la Demanderesse ont montré dans certains cas une diminution de la qualité et/ou de l'homogénéité du traitement du métal en fusion au cours d'une opération

de coulée.

Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités des dispositifs connus, et de proposer un dispositif du type précité

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capable de contenir des quantités différentes de divers matériaux de traitement tout en garantissant la qualité et l'homogénéité du traitement du métal en fusion au

cours d'une opération de coulée.

Suivant un premier aspect de l'invention, le dispositif du type précité pour filtrer et traiter du métal en fusion est caractérisé en ce que le rapport entre le nombre des trous libres d'une plaque filtrante situés dans les régions non recouvertes par la plaque de matériau de traitement, d'une part, et le nombre total des trous de ladite plaque filtrante, d'autre part, n'est pas inférieur à 10%, et/ou n'est pas supérieur à 75%, avantageusement n'est pas inférieur à %, et/ou n'est pas supérieur à 65%, et de préférence n'est pas inférieur à 35%, et/ou n'est pas supérieur à %. On comprend qu'il faut un pourcentage minimum de trous libres pour permettre le passage du métal en fusion à travers le dispositif selon l'invention dès le

début d'une opération de coulée.

On comprend également que ce pourcentage de trous libres ne doit pas être trop grand: il faut en effet que la surface de contact de la plaque de matériau de traitement avec le métal en fusion soit suffisante pour permettre un passage régulier et

suffisant du matériau de traitement dans ledit métal.

Ainsi, en contrôlant le rapport entre le nombre des trous libres et le nombre total des trous d'une plaque filtrante, il est possible d'introduire, dans la cavité d'un dispositif de dimensions prédéterminées, un nombre aussi grand que possible de plaques de poids différents de divers matériaux de traitement sans diminuer la qualité et l'homogénéité du traitement du métal en fusion. On garantit ainsi un nombre aussi réduit que possible de dispositifs de

dimensions différentes.

4 2774611

Suivant une version avantageuse de l'invention, le rapport entre le volume laissé libre dans la cavité par la plaque de matériau de traitement, d'une part, et le volume total de ladite cavité, d'autre part, n'est pas inférieur à 20%, et/ou n'est pas supérieur à 80%, avantageusement n'est pas inférieur à 30%, et/ou n'est pas supérieur à 75%, et de préférence, n'est pas inférieur à 35%, et/ou n'est pas

supérieur à 72%.

On comprend qu'il faut un pourcentage minimum de volume laissé libre par la plaque de matériau de traitement à l'intérieur de la cavité pour permettre le passage du métal en fusion dans ce volume libre au contact du matériau de traitement dès le début et

pendant toute la durée de la coulée.

On comprend également que ce pourcentage de volume libre ne doit pas être trop grand. Il faut en effet que les conditions de contact entre le métal en fusion et le matériau de traitement restent sensiblement régulières et constantes pendant toute la durée de la coulée pour assurer une qualité régulière, homogène, fiable et reproductible du traitement du

métal en fusion pendant cette durée.

Suivant une version préférée de l'invention, pour un traitement d'inoculation de fonte en fusion, le rapport exprimé en dm x sec entre le poids du métal coulé en kg, d'une part, et le module de la pastille en dm multiplié par la vitesse du métal coulé à l'intérieur de la cavité du filtre, exprimée en dm/sec, d'autre part, est compris dans la plage 70d 50%, avantageusement dans la plaque 70d 35%, de préférence dans la plage 70d 20%, d étant la masse spécifique du

métal en fusion en kg/dm3.

L'invention concerne également, suivant un autre aspect de celle-ci, l'utilisation d'un dispositif suivant le premier aspect de l'invention dans un

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procédé de coulée en moule de métal en fusion comportant les étapes d'interposition d'un filtre et d'un matériau de traitement sur le passage du métal avant l'entrée dudit métal dans le moule proprement dit. D'autres particularités et avantages de

l'invention apparaîtront dans la description ci-après.

Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue en coupe transversale, suivant I-I à la figure 2, d'un mode de réalisation d'un dispositif suivant la présente invention, ce dispositif contenant, dans sa moitié gauche à la figure, une plaque de matériau de traitement d'une première forme, et dans sa moitié droite à la figure, une plaque de matériau de traitement d'une autre forme; - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1, la plaque filtrante amont

étant enlevée pour la clarté du dessin.

On a représenté aux figures un dispositif 1

pour filtrer et traiter du métal en fusion.

Ce dispositif comprend une série d'au moins deux plaques filtrantes 2, 3 en matière minérale réfractaire percées de trous 4, 4a de filtration pour le passage et la filtration du métal en fusion. On n'a représenté aux figures 1 et 2 qu'une partie des trous 4, 4a de filtration dans un souci de clarté de ces figures. Ces plaques sont maintenues à une distance prédéterminée l'une de l'autre par des parois périphériques 5 de manière à ménager entre elles une cavité 6 à l'intérieur de laquelle est logée une plaque 7 d'un matériau de traitement dudit métal en fusion ayant une forme telle que, vue dans le sens 8 du passage du métal en fusion, la plaque 7 laisse sur les

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plaques filtrantes 2, 3 au moins une région 9 non recouverte. Dans le sens de la flèche 8 représentant à la figure 1 le sens de passage du métal en fusion, la plaque 2 est la plaque amont, ou plaque supérieure, et la plaque filtrante 3 est la plaque aval, ou plaque inférieure. Dans la réalisation de la figure 1, chaque plaque filtrante 2, 3 présente des parois périphériques latérales 5 en saillie dirigées l'une vers l'autre en ménageant la cavité 6. Dans cet exemple, les deux plaques filtrantes 2, 3 sont réunies l'une à l'autre

par un joint 15, par exemple en ciment réfractaire.

Un tel dispositif 1 est adapté à être utilisé dans un procédé de coulée en moule de métal en fusion comprenant les étapes d'interposition d'un filtre et d'un matériau de traitement sur le passage du métal en fusion avant l'entrée dudit métal dans le moule

proprement dit.

Suivant l'invention, le rapport R1 entre le nombre des trous libres 4a d'une plaque filtrante 2, 3 situés dans les régions 9 non recouvertes par la plaque 7 de matériau de traitement, d'une part, et le nombre total des trous 4, 4a de ladite plaque filtrante 2, 3, d'autre part, n'est pas inférieur à 10%, et/ou n'est

pas supérieur à 75%.

Par souci de clarté, il y a lieu de préciser ici que ceci signifie que le rapport R1 remplit, soit l'une, soit l'autre, soit l'ensemble des deux conditions ci-dessous: - Ri n'est pas inférieur à 10%;

- R1 n'est pas supérieur à 75%.

Avantageusement, le rapport Ri n'est pas

inférieur à 20%, et/ou n'est pas supérieur à 65%.

De préférence, le rapport Ri n'est pas

inférieur à 35%, et/ou n'est pas supérieur à 50%.

7 2774611

De la même manière, le rapport R2 entre le volume laissé libre dans la cavité 6 par la plaque 7 de matériau de traitement, d'une part, et le volume total de ladite cavité 6, d'autre part, n'est pas inférieur à 20%, et/ou n'est pas supérieur à 80%. Ceci signifie que le rapport R2 remplit soit l'une, soit l'autre, soit l'ensemble des deux conditions ci-dessous: - R2 n'est pas inférieur à 20%;

- R2 n'est pas supérieur à 80%.

Avantageusement le rapport R2 n'est pas

inférieur à 30%, et/ou n'est pas supérieur à 75%.

De préférence le rapport R2 n'est pas

inférieur à 35%, et/ou n'est pas supérieur à 72%.

De façon connue en soi, le matériau de traitement formant la plaque 7 est choisi parmi les produits désulfurants, thermogènes, inoculants, sphéroïdisants, recarburants, affinants, modificateurs,

et les alliages d'addition.

De façon connue, le poids du matériau de traitement est compris entre 0,001% et 1% environ du

poids du métal en fusion à traiter.

Les trous de filtration 4, 4a ont, en général, un diamètre compris entre 1,5 et 3 mm environ,

de préférence entre 1,8 et 2,5 mm environ.

Le matériau de traitement formant la plaque 7 est avantageusement un matériau inoculant choisi parmi les composés suivants: alliage de fer, magnésium et composés du magnésium, calcium et ses composés de baryum, silicium, zirconium, aluminium, terres rares, graphite, carbone, pour un traitement d'inoculation de

fonte en fusion.

Dans l'exemple représenté dans la moitié gauche des figures 1 et 2, la plaque 7 a en projection sur un plan perpendiculaire au sens 8 de passage du métal, un contour extérieur octogonal 10 et présente un

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trou central 11 dont le diamètre est supérieur à celui

des trous de filtration 4, 4a.

Dans l'exemple représenté dans la moitié droite des figures 1 et 2, la plaque 7 a en projection la forme d'une couronne circulaire délimitée par un contour circulaire extérieur 12 dont le diamètre est légèrement inférieur à la largeur de la cavité qui a ici une section carrée, et un contour circulaire

intérieur 13.

Les plaques filtrantes 2 et 3 sont des

plaques en matière minérale réfractaire cuites au four.

Les trous 4, 4a, qui ont tous le même diamètre dans l'exemple représenté aux figures, pourraient avoir des diamètres différents sur une plaque 2, 3 par rapport à

l'autre plaque 3, 2, ou sur une même plaque.

Les plaques 2, 3 peuvent être fabriquées avec leurs trous, par moulage sous pression, ou par

extrusion sous pression, puis sont cuites au four.

Elles peuvent comporter les parois

périphériques 5 en saillie représentées aux figures.

Elles peuvent également ne pas comporter de telles parois et être assemblées l'une à l'autre au moyen d'une entretoise périphérique, avec deux joints tels

que 15.

Les plaques filtrantes 2, 3 peuvent avoir un contour extérieur de forme quelconque, carrée comme dans l'exemple représenté, mais aussi ronde,

rectangulaire ou autre.

De même la cavité 6 peut avoir un contour intérieur de forme quelconque adaptée à celle du

contour extérieur des plaques filtrantes 2, 3.

La plaque 7 en matériau de traitement a pour sa part un contour extérieur dont la forme est adaptée à celle du contour intérieur de la cavité, de manière que la plaque 7 puisse être introduite dans la cavité 6 en laissant un nombre de trous libres 4a sur les

9 2774611

plaques filtrantes 2, 3 adapté à permettre un traitement de qualité régulière, homogène, efficace, fiable et reproductible, du métal en fusion pendant

toute la durée de l'opération de coulée.

Les valeurs indiquées ci-dessus pour le rapport entre le nombre de trous libres 4a d'une plaque filtrante 2, 3 et le nombre total des trous 4, 4a de ladite plaque, s'entendent bien entendu dans l'hypothèse o les trous 4, 4a ont tous le même

diamètre.

Dans ce cas, le rapport entre les nombres de trous respectifs est égal au rapport entre les sections de passage des trous respectifs, et sensiblement égal au rapport entre la surface des régions 9 non recouvertes, d'une part, et la surface totale de la

cavité, d'autre part.

Ainsi dans l'exemple représenté dans la moitié gauche des figures 1 et 2, on peut vérifier, d'après les dimensions reproduites que la plaque 7 de matériau de traitement de forme octogonale a, en projection, une superficie telle que le rapport entre la superficie des régions 9 non recouvertes par la plaque 7, d'une part, et la superficie totale de la cavité, d'autre part, est d'environ 41%. Par voie de conséquence, le rapport entre le nombre de trous libres

et le nombre total de trous est d'environ 41%.

De même, dans l'exemple représenté dans la moitié droite des figures 1 et 2, on peut vérifier, d'après les dimensions reproduites, que la plaque 7 de matériau de traitement en forme de couronne circulaire a, en projection, une superficie telle que le rapport entre la superficie des régions 9 non recouvertes par la plaque 7, d'une part, et la superficie totale de la cavité 6, d'autre part, est d'environ 53%. Par voie de conséquence, le rapport entre le nombre de trous libres

et le nombre total de trous est d'environ 53%.

o 2774611 On peut également vérifier que le rapport R2 entre le volume laissé libre dans la cavité 6 par la plaque 7 de matériau de traitement, d'une part, et le volume total de la cavité 6, d'autre part, compte tenu des épaisseurs représentées pour la cavité 6 et la plaque 7, est d'environ 61% pour la plaque octogonale de la moitié gauche des figures, et d'environ 69% pour la plaque en forme de couronne cylindrique de la moitié

droite des figures.

Les tableaux 1 et 2 récapitulent, dans les exemples 1 à 17, les caractéristiques d'essais effectués par la demanderesse à titre privé et confidentiel. Ces tableaux indiquent pour chaque filtre, la longueur L, la largeur 1, la hauteur h du filtre et le rayon 0 des trous, le tout en millimètres, le poids en gramme de la pastille, pour chaque filtre, la surface frontale a, en mm2, le nombre de trous b, le diamètre des trous c, la surface de passage d en mm2 pour l'ensemble des trous, pour la cavité du filtre, la surface e de la cavité en mm2, la hauteur f de la cavité en mm, le volume g de la cavité en mm3, pour la pastille de matériau de traitement, son diamètre h en mm, sa hauteur i en mm, sa surface frontale j en mIM2, sa surface totale développée k en

2 3

mm2, son volume 1 en mm3, son module M = 1/k en dm, le nombre n des trous de la chambre bouchés par la pastille, le rapport Ri du nombre n des trous bouchés par rapport au nombre total b des trous du filtre, la surface p non bouchée par la pastille, en mm2, le rapport Ri = p/e en %, le volume libre r en mmi3 occupé par la pastille (r = g-l), le rapport R2 en % entre le volume r laissé libre dans la cavité par la pastille,

et le volume total g de cette cavité (R2 = r/g).

Les exemples 5 et 6 n'ont pas donné des résultats totalement satisfaisants, et sont à l'origine de la limite inférieure égale à 10% pour le rapport Ri, Il 2774611 ainsi qu'à la limite inférieure, égale à 20% pour le rapport R2. Les cas les plus difficiles, dans lesquels on coule en même temps plusieurs pièces identiques ou non dans des alvéoles réparties autour du canal de coulée d'un même moule, ont permis de déterminer les limites inférieure et supérieure des plages avantageuses et préférées pour les deux rapports Ri et R2. Le tableaux 1 et 2 montrent que le matériau de traitement est avantageusement sous la forme d'une plaque ou pastille dont le module M, ou rapport entre le volume et la surface développée totale de ladite plaque ou pastille, est une fonction croisante du poids

de ladite pastille.

Le tableau 2 démontre que le module M de la pastille est supérieur à au moins 0,0050 dm, avantageusement à au moins 0,0100 dm, de préférence à

au moins 0,0150 dm.

Or, le poids de matériau de traitement est une proportion connue du poids du métal coulé dans une opération de coulée. Dans un moule donné et avec un filtre donné, le temps de coulée est sensiblement proportionnel au poids du métal en fusion à couler et à traiter. Le tableau 3 regroupe 6 exemples 21 à 26 pour chacun desquels on a indiqué les caractéristiques d'un

filtre et d'une pastille correspondante.

Comme le rapport entre le poids du matériau de traitement et le poids du métal en fusion à traiter peut varier dans certaines limites autour d'un pourcentage moyen, une même pastille de matériau de traitement et un même filtre peuvent être utilisés pour des poids de métal coulé compris dans une certaine plage de part et d'autre d'un poids de métal coulé moyen. Dans ces conditions, le temps de coulée est

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sensiblement proportionnel au poids du métal coulé à traiter. Le tableau 3 indique donc, pour chacun des 6 exemples de filtres et de pastilles, une plage de poids de métal coulé et une plage de temps de coulée. La demanderesse s'est intéressée au rapport R3 défini comme étant le rapport entre le poids de métal coulé à traiter, d'une part, et d'autre part, le module de la pastille de matériau de traitement

multiplié par la vitesse du métal coulé dans le filtre.

Le module de la pastille est défini par le rapport M entre le volume et la surface développée

totale de cette pastille.

Par ailleurs, la vitesse du métal coulé à l'intérieur du filtre est égale au rapport entre le poids de métal coulé d'une part, et d'autre part, la surface de la chambre multipliée par le temps de coulée

et par la masse spécifique d du métal en fusion.

On a donc R3 égale S(p) x d x S(c) x (t) / V(p) o S(p) égale la surface developpée totale de la pastille en dm2, d égale le poids spécifique du métal en fusion, S(c) égale la surface frontale de la cavité du filtre, en dm2 t égale le temps en secondes V(p) égale le volume de la pastille en dm3 On a donc S(c) x t x d R3 = M(p) On a indiqué au tableau 3 la valeur du rapport R3 obtenu pour le temps moyen de coulée dans

chacun des 6 exemples.

On peut constater un regroupement des valeurs de ce rapport R3 autour de 70d, ce qui est tout à fait

surprenant.

1 3 2774611

Les valeurs du tableau 3 correspondant à un traitement d'inoculation de fonte en fusion, et en tenant compte des limites des plages considérées pour le poids de coulée ou le temps de coulée, la demanderesse a été amenée à prendre comme critère de détermination de la géométrie des pastilles d'une part et des filtres d'autre part, la règle selon laquelle le rapport R3 exprimé en dm x sec, entre le poids P du métal coulé, en kg d'une part, et le module M de la pastille en dm multiplié par la vitesse du métal coulé à l'intérieur de la chambre du filtre exprimée en dm/sec, d'autre part, est compris dans la plage de 70d + 50%, avantageusement dans la plage 70d 35%, de préférence dans la plage 70d 20%, d étant la masse

spécifique du métal en fusion en kg/dm3.

La demanderesse a également cherché à voir si elle ne pouvait pas définir un critère spécifique des dimensions géométriques de la pastille considérée seule. Elle a donc réuni dans le tableau 4 douze exemples 31 à 42 de pastilles dont les poids vont de lOg à 11Og, en choisissant pour plusieurs poids de pastille, deux géométries nettement différentes correspondant l'une à un diamètre relativement faible et à une épaisseur relativement importante, l'autre à un diamètre relativement important associé à une

hauteur plus faible.

La demanderesse s'est intéressée à un premier rapport R4 défini comme étant égal à la racine carrée du poids de la pastille divisée par le module M de celle-ci. La demanderesse a ainsi été conduite à conclure que la pastille de matériau de traitement est avantageusement dimensionnée de façon telle que le rapport R4 entre la racine carrée de son poids P en grammes, d'une part, et son module M en décimètres,

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d'autre part, est compris entre 80 et 280, avantageusement entre 100 et 260, de préférence entre

et 250.

Parallèlement, la demanderesse s'est également intéressée à la valeur du rapport R5, qui est le rapport entre la racine cubique du poids P d'une pastille, en grammes, d'une part, et son module M en

décimètres d'autre part.

Elle a été amenée à définir comme critère de dimensionnement des pastilles, la règle selon laquelle le rapport R5 est utilement compris entre 50 et 170, avantageusement entre 60 et 160, de préférence entre 75

et 130.

Les plages ainsi indiquées pour le rapport R5 sont plus étroites que celles indiquées ci-dessus pour le rapport R4. Ceci peut probablement s'expliquer du fait que le rapport R5 est un nombre sans dimension car son numérateur, la racine cubique du poids, est proportionnelle à la racine cubique du volume, et peut s'exprimer en décimètres, comme son dénominateur, le module M. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à ceux-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. En particulier, les exemples 21 à 26 et 31 à 42 concernent des traitements connus d'inoculation de fonte liquide, quelle que soit la qualité de fonte visée, fonte grise, fonte vermiculaire, fonte à

graphite sphéroidal ou autre.

Le dispositif selon l'invention peut bien entendu être utilisé pour le traitement d'autres métaux en fusion, en particulier l'aluminium et ses alliages, les alliages légers en général, d'autres métaux ferreux

et non ferreux.

TABLEAU I

FILTRE PASTILLE FILTRE CAVITE DU FILTRE

L x I x h x 0 en mm poids en g surface. Nombre de 0 des trous surface surface cavité Hauteur cavité Volume cavité Frontale trous (mm) de passage. (mm2) (mm) (mm') (m2) (mm2) (a) (c) (e)(f) (g) (b) (d) EXEMPLE 1 40 x 40 x 22 x 2,5 10 1600 95 2,35 412 1024 11 11264 EXEMPLE2 50 x 50 x 22 x 2 10 2500 336 1,85 903 1936 8 15488 EXEMPLE3 50 x 50 x 22 x 2,5 10 2500 176 2,35 763 1764 8 14112 EXEMPLE4 0 50 x 21 x 2 10 1963 193 1,85 519 1385 8 11080 EXEMPLE 5 0 50 x 21 x 2 20 1963 193 1,85 519 1385 8 11080 EXEMPLE6 050x21 x2 20 1963 193 1, 85 519 1385 8 11080 EXEMPLE7 50 x 50 x 22 x 2,5 20 2500 176 2,35 763 1764 8 14112 n EXEMPLE8 55 x 55x22x2 20 3025 418 1,85 1123 2401 8 19208 EXEMPLE9 55 x 55x22x2 30 3025 418 1,85 1123 2401 8 19208 EXEMPLE 10 60 x 60 x 22 x 2,5 40 3600 246 2,35 1067 2704 10 27040 EXEMPLE 1l 60 x 60 x 30 x 2,5 60 3600 246 2, 35 1067 2704 15 40560 EXEMPLE 12 75 x 50 x 22 x 2 20 3750 352 1,85 946 2814 8 22512 EXEMPLE 13 75 x 50 x22 x2,5 30 3750 272 2,35 1180 2814 8 22512 EXEMPLE 14 71 x 71 x23 x2,5 40 5041 404 2,35 1752 3969 9 35721 EXEMPLE 15 100 x 50 x 22 x 2,5 40 5000 378 2, 35 1639 3864 8 30912 -I EXEMPLE 16 81,5 x 81,5 x 31 x 2,5100 6642 598 2, 35 2594 5402 20 108040 ay EXEMPLE 17 81,5 x 81,5 x 31 x 2,5140 6642 598 2, 35 2594 5402 20 108040

TABLEAU 2

PASTILLE RATIO

0 hauteur Surface Surface Volume Module nombre Rl(% Surf. p/e Volume R2(%) frontale Dévelop- M = I/k de trous Non libre (mm) (mm) (mm2) pée. (mm3) non n/b bouchée % (mm3) r/g (mm2) bouchés (mm2) (q) (h) (i) (i) (1) ( (O) (P) (r) (s) (k) (n)

EX 1 30 6 707 1979 4242 0,0214 29 30 317 31 7022 62

EX 2 30 6 707 1979 4242 0,0214 214 64 1229 63 11246 72

EX 3 30 6 707 1979 4242 0,0214 104 59 1057 60 9870 70

EX 15 30 6 707 1979 4242 0,0214 93 48 678 49 6838 62

EX 16 34x34 6 1156 3128 6936 0,0222 22 11 229 17 4144 37

EX 17 38 7 1134 3104 7938 0,0256 24 12 251 18 3142 28

EX 4 38 7 1134 3104 7938 0,0256 62 35 630 36 6174 44

EX 5 38 7 1134 3104 7938 0,0256 221 53 1267 53 11270 59

EX 6 47 7 1735 4504 12145 0,0270 116 28 666 28 7063 37

EX 7 50,8 8,6 2027 5426 17432 0,0321 60 24 677 25 9608 36

EX 8 50,8 12,5 2027 6049 25338 0,0419 60 24 677 25 15222 38

EX9 38 7 1134 3104 7938 0,0256 212 60 1680 60 14574 65

EX 10 38/30 7/6 1841 5083 12180 0,0240 94 35 973 35 10332 46

EX Il 50,8 8,6 2027 5426 17432 0,0321 197 49 1942 49 18289 51 EX 12 2x38 7 2268 6208 15876 0,0256 154 41 1596 41 15036 49

EX 13 57 15 2552 7790 38283 0,0491 315 53 2850 53 69760 65

EX 14 72 14 4072 11311 57008 0,0504 147 25 1330 25 51032 47

hJ

TABLEAU 3

FILTRE PASTILLE COULEE

Lxlxhx0 S(c) mm dm2 Poids 0 hauteur Module Poids coulé temps de temps R3 (g) (mm) (mm) M(dm) kg coulée moyen sec sec EX 21 50x50x22x2,5 0,1764 10 38 4 0,0165 12 à 18 6 à 8 7 74,83d EX 22 50x50x22x2,5 0,1764 10 30 6 0,0214 12 à 18 7 à 10 8,5 70,06d EX 23 50x50x22x2,5 0,1764 20 38 7 0, 0256 20 à 30 8 à 12 10 68,91d EX 24 50x50x22x2,5 0,1764 20 25,4 14 0,0343 20 à 30 10 à 15 12,5 64,29d EX 25 60x60x30x2,5 0,2704 60 51 13 0,0431 50 à 80 10 à 12 il 69,0 ld EX 26 60x60x30x2,5 0,2704 60 38 20 0, 0487 50 à 80 10 à 15 12,5 69,40d S(c) x t x d

R3 = t = temps de coulée moyen en sec.

M S(c) = Surface de la cavité du filtre en dm2

Note: dans l'exemple 21, R3 = 74,83 d pour t = 7 sec. R3 = 64,49d pour t=6,5 sec dans l'exemple 24, R3 = 64,29 d pour t = 12,5

sec R3 = 69,42 d pour t = 13,5 sec G-

TABLEAU 4

POIDS 0 h M R4 R5 P (g) (mm) (mm) (dm) xP/M 3VrM

EX 31 10 25,4 7,5 0,0236 134 91,3

EX 32 10 30 6 0,0214 148 100,6

EX 33 20 38,1 6,3 0,0237 189 114,5

EX 34 20 25,4 17 0,0363 130 74,8

EX 35 30 38,1 9 0,0306 179 101,5

EX 36 30 46 6,5 0,0253 216 122,8

EX 37 40 50,8 8,6 0,0321 197 106,5

EX 38 40 38,1 14,8 0,0416 152 82,2

EX 39 60 50,8 12,3 0,0414 187 94,5

EX 40 60 38,1 21 0,0499 155 78,4

EX 41 80 46 16 0,0472 189 91,3

EX 42 110 56 15 0,0482 218 99,4

R4 = V/M R5 = 3W/M

19 2774611

Claims

REVENDICATIONS

1 - Dispositif (1) pour filtrer et traiter du métal en fusion, comprenant une série d'au moins deux plaques filtrantes (2, 3) en matière minérale réfractaire percées de trous (4, 4a) de filtration pour le passage et la filtration du métal en fusion, ces plaques étant maintenues à une distance prédéterminée l'une de l'autre par des parois périphériques (5) de manière à ménager entre elles une cavité (6) à l'intérieur de laquelle est logée une plaque (7) d'un matériau de traitement dudit métal en fusion ayant une forme telle que, vue dans le sens (8) de passage du métal en fusion, la plaque (7) laisse sur les plaques filtrantes (2, 3) au moins une région (9) non recouverte, caractérisé en ce que le rapport (Rl) entre le nombre de trous libres (4a) d'une plaque filtrante (2, 3) situés dans les régions (9) non recouvertes par la plaque (7) de matériau de traitement, d'une part, et le nombre total des trous (4, 4a) de ladite plaque filtrante (2, 3) d'autre part, n'est pas inférieur à %, et/ou n'est pas supérieur à 75%, avantageusement n'est pas inférieur à 20%, et/ou n'est pas supérieur à %, et de préférence n'est pas inférieur à 35%, et/ou

n'est pas supérieur à 50%.

2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport (R2) entre le volume laissé libre dans la cavité (6) par la plaque (7) de matériau de traitement, d'une part, et le volume total de ladite cavité (6), d'autre part, n'est pas inférieur à 20%, et/ou n'est pas supérieur à 80%, avantageusement n'est pas inférieur à 30%, et/ou n'est pas supérieur à %, et de préférence n'est pas inférieur à 35%, et/ou

n'est pas supérieur à 72%.

3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau de traitement est

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sous la forme d'une plaque ou pastille dont le module (M), ou rapport entre le volume et la surface développée totale de ladite plaque, est une fonction croissante du temps de coulée ou du poids du métal en fusion à traiter à travers le dispositif. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour

un traitement d'inoculation de fonte en fusion, le rapport (R3), exprimé en dm x sec, entre le poids (P) du métal coulé en kg, d'une part, et le module (M) de la pastille en dm multiplié par la vitesse du métal coulé à l'intérieur de la chambre de filtre, exprimée en dm/sec, d'autre part, est compris dans la plage 70 d + 50%, avantageusement dans la plage 70d 35%, de préférence dans la plage 70d 20%, d étant la masse

spécifique du métal en fusion en kg/dm3.

- Dispositif selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le

module (M) de la pastille est supérieur à au moins 0,0050 dm, avantageusement à au moins 0,0100 dm, de

préférence à au moins 0,0150 dm.

G - Dispositif selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que la

pastille de matériau de traitement est dimensionnée de façon telle que le rapport (R4) entre la racine carrée de son poids (P) en grammes, d'une part, et son module (M) en dm, d'autre part, est compris entre 80 et 280, avantageusement entre 100 et 260, de préférence entre

et 250.

7 - Dispositif selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que la

pastille de matériau de traitement est dimensionnée de façon telle que le rapport (R5) entre la racine cubique de son poids (P) en grammes, d'une part, et son module (M) en dm, d'autre part, est compris entre 50 et 170,

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avantageusement entre 60 et 160, de préférence entre 75

et 130.

8 - Dispositif selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le

matériau de traitement formant la plaque (7) est choisi parmi les produits désulfurants, thermogènes, inoculants, sphéroidisants, recarburants, affinants,

modificateurs, et les alliages d'addition.

9 - Dispositif selon l'une quelconque des

I0 revendications précédentes, caractérisé en ce que le

poids du matériau de traitement est compris entre 0,001% et 1% environ du poids du métal en fusion à traiter. - Dispositif selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que les

trous de filtration (4, 4a) ont un diamètre compris entre 1,5 et 3 mm environ, de préférence entre 1,8 et

2,5 mm environ.

11 - Dispositif conforme à l'une des

revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit

matériau de traitement est un matériau inoculant.

12 - Dispositif conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que ledit matériau inoculant est choisi parmi les composés suivants: alliages de fer, magnésium, composés de lithium, composés de strontium, composés de baryum, silicium, zirconium, aluminium,

terres rares, graphite, carbone.

13 - Utilisation d'un dispositif selon l'une

quelconque des revendications précédentes, dans un

procédé de coulée en moule de métal en fusion comportant les étapes d'interposition d'un filtre et d'un matériau de traitement sur le passage du métal en fusion avant l'entrée dudit métal dans le moule

proprement dit.