Brevet FR2104985A1 — publié le 19720428

La présente invention se rapporte d'une façon générale à la technique de la coulée des métaux en fusion, en aciérie ou en fondérie. I1 est bien connu, lors de la coulée de métaux en fusion d'utiliser des compositions exothermiques et (ou) isolantes et (ou) réfractaires, afin de retarder la solidification. Ainsi, dans le cas de la coulée de l'acier en lingotières, on maintient la partie supérieure de la charge d'acier contenue dans la lingotière à l'état liquide pour combler les retassures dues au retrait de l'acier au cours de la solidification, en réalisant ainsi une réduction correspondante de la chute en tête du lingot. En fonderie, on maintient à l'état liquide une masselotte agissant de façon analogue pour fournir des pièces saines. De telles compositions sont employées sous des formes diverses, soit comme poudre de couverture qui est versée sur le métal après la coulée, soit sous forme de garnissage appliqué contre les parois d'une lingotière, soit encore sous forme de manchon, etc... Un tel garnissage peut être réalisé par fixation de plaques de garnissage préfabriquées ou par damage de poudre dans un coffrage. Les compositions exothermiques connues renferment de l'aluminium à l'état pur et (ou) sous forme de crasse d'aluminium des oxydants tels que des chlorates, de l'oxyde de fer, du bioxyde de manganèse, etc..., et généralement une ou plusieurs matières de charge comme l'alumine, le sable, la chamotte, la perlite, etc..., selon les conditions de travail et les résultats recherchiés. Le but dé l'invention est de créer une nouvelle composition exothermique utilisable en aciérie et en fonderie lors de la coulée des métaux. L'invention est matérialisée dans une composition exothermique utilisable lors de la coulée des métaux, du type renfermant de façon connue de l'aluminium ou un composé d'aluminium, au moins un oxydant et une ou plusieurs matières de charge, caractérisée en ce qu'elle contient en outre du papier à l'état finement divisé, selon une proportion au moins égale à 10 % de l'ensemble de la composition. Les recherches qui ont abouti à l'invention ont montré qu'une proportion non négligeable de papier à lfétat finement divisé dans la composition exothermique permet d'obtenir une combustion plus régulière de cette composition. On sait en effet que, sous l'effet de la chaleur fournie par le métal, par exemple par l'acier liquide, qui est à 16000C environ au moment de la coulée, l'aluminium et les oxydants réagissent afin de provoquer un dégagement de chaleur additionnelle. Cette réaction est bien connue. Elle constitue la base de l'aluminothermie. Les recherches sus-indiquées ont montré que cette réaction par combustion est rendue plus régulière par la présence de papier. Par ailleurs, l'incorporation de papier à la composition permet d'obtenir des densités nettement plus faibles, qui peuvent atteindre par exemple 0,35 - 0240. Suivant un exemple donné à titre non limitatif,. la composition peut renfermer plus de 15 %, notamment 20 % environ d' aluminium pur, ou une quantité de crasse d'aluminium représentant 20 % environ d'aluminium, de 10 à 15 % d'oxydants, par exemple de chlorates, d'oxyde de fer, de bioxyde de manganèse, etc.., de 50 à 55 % de matières de charge telles que de l'alumine, du sable, de la chamotte, de la perlite, etc.., et au moins 10 % de papier à l'état finement divisé. Il est déjà connu d'incorporer du papier ou des fibres cellulosiques équivalentes à des garnissages réfractaires ou isolants, utilisés en aciérie. Au contact de l'acier liquide, le papier subit alors une combustion et il permet une désagrégation du garnissage après la solidification du lingot. Dans la composition faisant l'objet de l'invention, le papier remplit une fonction additionnelle du fait que, d'une manière en soi remarquable, la présence d'une proportion de papier à l'état finement divisé dans la composition assure une meilleure régularité de la combustion. En outre, la densité de la composition est abaissée. La composition suivant l'invention peut être utilisée sous forme de poudre de couverture, destiné à être versée sur le métal liquide immédiatement après la coulée, ou bien sous forme de poudre destinée à entre damée ou tassée dans un coffrage, par exemple à l'intérieur d'une lingotière,=ou encore sous forme de composition pulvérulente pouvant être mélangée à un ou plusieurs liants convenables pour la fabrication, d'une manière en soi connue, d'éléments de garnissage ou de masselottes exothermiques. La composition suivant l'invention peut entre préparée ùe manière simple par mélange des constituants qui la forment. Ces constituants sont utilisés de façon connue, pour la production de compositions de ce genre, sous forme de poudres ou à 1' état finement divisé, et on peut par exemple nacher ou broyer le papier, notamment des déchets de papier, pour le réduire à la grosseur de particules convenable, permettant une bonne répartition dans l'ensemble de la composition. Toutefois, une variante de mise en oeuvre consiste à partir d'un complexe aluminium-papier déjà existant. I1 est connu, pour certaines utilisations industrielles ou commerciales, par exemple pour le conditionnement de certains produits livrés au commerce, de déposer un film d'aluminium sur un support en papier. I1 existe dans l'industrie des chutes relativement importantes de complexe formé par un stratifié aluminium papier. On a déjà cherché à récupérer l'aluminium à partir de ce complexe, étant donné que cette matière est d'un prix élevé. Les solutions proposées ont consisté par exemple à briller ledit complexe afin de détruire le support en papier, pour récupérer ensuite l'aluminium. Mais cette combustion altère les propriétés de l'aluminium. Le résultat n'est pas meilleur si l'on tente d'effectuer la destruction du papier par des moyens chimiques. L'invention fournit un moyen de récupération particulièrement simple, qui permet d'utiliser au mieux les chutes de complexe aluminium-papier existant dans l'industrie. Suivant l'invention; on broie ces chutes de complexe pour les réduire à une dimension de particules suffisamment petite pour leur incorporation à une composition pulvérulente telle que celle décrite précédemment, et on incorpore lesdites particules à une telle composition. Les complexes du type considéré renferment généralement environ 1/3 en poids d'aluminium pour 2/3 de papier. L'incorporation du produit finement divisé obtenu par broyage de tels complexes fournit ainsi dans la composition au moins une partie de l'aluminium requis dans les compositions exothermiques de ce genre et une proportion non négligeable de papier. A titre d'exemple si l'on réalise cette incorporation de façon telle que la proportion dans la composition d'aluminium provenant de tels complexes soit égale à 10 % environ, cette composition renferme alors 20 k de papier. Par ailleurs, on peut constater que le broyage effectué ne sépare pas en fait l'aluminium du papier et que, dans un certain nombre de particules, on retrouve à la fois de l'aluminium et du papier, bien que ces constituants ne soient pas discernable à l'oeil nu si les particules ont une grosseur exprimée en microns comme cela est le cas pour les poudres, de sorte que le papier est parfaitement distribué dans la masse de la composition et fournit une régularité de combustion optimum. Des modifications peuvent etre apportées aux modes de mise en oeuvre décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Composition exothermique utilisable lors de la coulée de métaux en fusion, du type renfermant de façon connue de l'aluminium ou un composé d'aluminium, au moins un oxydant, éventuellement une ou plusieurs matières de charge et du papier à l'état finement divisé, caractérisée en ce que ce papier est présent dans la composition sous forme de complexe aluminiumpapier à l'état finement divisé, comportant un film d'aluminium déposé sur un support en papier. 2.- Composition exothermique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le complexe aluminium-papier est présent dans la composition sous forme de fines particules obtenues par broyage. 3.- Composition exothermique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par broyage de complexe aluminium-papier comportant un film d'aluminium déposé sur un support en papier et mélange du produit résultant de ce broyage avec les autres constituants de la composition.