Brevet FR2164736A1 — publié le 19730803

Lors de l'obtention de fusions verre-métal, en particulier de fusions de verre comprimé, la trop faible résistance à la traction des aciers couramment utilisés se manifeste constamment de façon de plus en plus défavorable. Pour rendre possible la mise en oeuvre d'aciers facilement usinables (par exemple par enlèvement de copeaux ou par extrusion) et pour obtenir en même temps des résistances très élevées des aciers et alliages de fer, on peut effectuer une recarburation après l'usinage mécanique. Tous les procédés connus jusqu'à présent se sont révelés impropres, car ils tétaient pas applicables au problème spécial-que pose une masse fondue de verre et de métal. La fabrication de traversées en verre comprimé suppose en effet l'utilisation de gaz protecteurs inertes ou légèrement réducteurs (par exemple d'azote). L'application des procédés de recarburation connus actuellement pour un grand nombre de très petites pièces conduit a une action de recarburation très irrégulière et disperse. En raison de la formation de noir de fumée, les pièces recarburées de cette manière ne présentent pas entre le verre et le métal le mouillage nécessaire pour des fusions verre-métal. Or on a trouvé qu'il est possible, malgré l'utilisation d'un gaz protecteur inerte ou légèrement réducteur, de travailler facilement en recarburation. L'accroissement de la résistance des pièces métalliques peut être réglé par une variation de la température, de la durée et du débit de gaz, pour être ajusté aux exigences de la fabrication. On peut exécuter ainsi des fusions de verre comprimé étanches au vide, dont les dimensions imposées par construction conduisaient jusqu'à présent à une charge de traction trop grande et qui ne pouvaient pas être fabriquées pour cette raison. Contrairement aux gaz protecteurs, généralement dénommés gaz de recuit blanc par les spécialistes, on utilise selon l'invention un gaz inerte, par exemple de l'azote, comme gaz porteur. Un potentiel recarburant est conféré à ce gaz porteur par addition de méthanol, d'éthanol, de propane et de butane ou similaire. Pour éliminer le noir de fumée se formant par ce procédé, il faut chauffer le gaz protecteur enrichi, en même temps qu'un catalyseur, à une température de 7000C à 10000C, de sorte que tous les produits de combustion fuligineux sont séparés par précipitation avant que le gaz protecteur ne vienne au contact des pièces métalliques devant être recarburées. Pour éliminer la suie volante entraînée, on effectue un lavage du gaz suivi d'un séchage. D'autres procédés d'épuration de gaz, tels que la filtration, la séparation électrostatique et analogues conviennent galement.L'introduction de l'additif de recarburation peut être réalisée, par exemple, selon les deux méthodes suivantes a ) enrichissement dans un gazogène, b ) enrichissement ultérieur du gaz protecteur. Deux exemples de réalisation pour la production d'un gaz de recarburation sont donnés ci-après a) enrichissement dans un gazogène exothermique pour la recarburation d'acier La chaleur existant dans le gazogène exothermique est mise à profit pour le chauffage du gaz protecteur enrichi obtenu par humidification, mélange ou injection d'hydrocarbures, et pour la précipitation du noir de fumée produit. La fonction de catalyseur est exercée alors, par exemple, par une charge de charbon du tube de préchauffage du gaz, par le noir de fumée se trouvant sur la paroi dudit tube et par les pièces en fer. Après le chauffage préalable du gaz (à 8000C environ) le gaz est lavé pour en éliminer le noir de fumée. Le lavage du gaz sert en outre à l'élimination du CO2, au moyen d'une solution aqueuse, réglée de telle sorte que, d'une part, la concentration de saturation pour le CO et le CH4 soit dépassée (0,033% et 0,56 % à OOC) et que, d'autre part, du C02 puisse encore être absorbé (1,71 à à Onc). Ces conditions peuvent être observées moyennant un renouvellement commandé de l'eau de lavage. A la place d'un lavage du gaz, on peut mettre en oeuvre d'autres procédés d'épuration-du gaz, tels qu'une filtration, une séparation électrostatique ou similaire. b) Enrichissement ultérieur du gaz protecteur pour la recarburation d'acier Le gaz protecteur peut être enrichi après coup en vue de la recarburation à l'aide d'un appareil auxiliaire. Le gaz protecteur formé d'azote pur est mélangé à cet effet d'hydrocarbures appropriés, par exemple humidifié au méthanol, le gaz étant porté à une température de tordre de 7000C a 1000 C--dans un tube de recuit à charge de charbon. Le charbon sert de catalyseur pour la formation de noir de fumée. La suie volante peut être éliminée comme décrit dans l'exemple a). Un procédé pour la recarburation et la fusion simultanées de traversées en verre et métal est décrit ci-après Exemple de réalisation Avec le gaz protecteur décrit dans les exemples a) et b), il est possible en une seule opération de recarburer l'acier et l'alliage de fer d'une traversée en verre et métal en même temps que d'effectuer la fusion étanche au vide avec du verre à une température d'environ 10000C. Des traversées en verre et métal fabriquées de cette manière présentent une résistance mécanique notablement plus éle-áe que celle de traversées non recarburées. Pour la fabrication suivant ce procédé, il suffit de remplacer le gaz protecteur normalement légèrement réducteur par un gaz selon les exemples a) et b). C'est seulement pour des potentiels de carburation supérieurs Q 0,15% environ qu'un traitement superficiel des pièces à recarburer est nécessaire, par exemple un revêtement de 5 à 10 microns de nickel. Le noir de fumée susceptible de prendre encore naissance se forme de ce fait sur des parties du four de fusion, par exemple sur le moule en graphite, sur la maçonnerie du four et le moufle en acier, tandis que la matière fondue reste parfaitement claire. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'un gaz recarburant pour la recarburation d'acier et d'autres alliages de fer, caractérisé en ce qu'a un gaz protecteur inerte ou légèrement réducteur sont mélangés des hydrocarbures ou dérivés d'hydrocarbures qui, sous l'effet de la chaleur, se décomposent en hydrocarbures et en ce que le noir de fumée se formant est précipité par un chauffage du gaz à une température de l'ordre de 700 à 10000C en présence d'un catalyseur et éliminé ensuite. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme hydrocarbures ou dérivés d'hydrocarbures qui, sous l'effet de la chaleur, se décomposent en hydrocarbures, du propane, du butane, des hydrocarbures supérieurs, des mélanges de ces hydrocarbures, du méthanol ou de l'éthanol. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'avant d'être mélangés au gaz porteur, les hydrocarbures ou dérivés d'hydrocarbures qui, sous l'effet de la chaleur, se décomposent en hydrocarbures, sont chauffés à une température de 700 à 10000C, seuls ou avec une faible proportion de gaz porteur. 4. Application d'un gaz de recarburation préparé suivant l'une quelconque des revendications i à 3 à la recarburation d'acier et d'autres alliages de fer. 5. Application suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la recarburation est effectuée en même temps qu'un processus de fusion pour des traversées en verre et métal. 6. Application suivant la revendication 5, caractérisée en ce que, pour empêcher le noir de fumée c1e se déposer sur les pièces à recarburer, celles-ci sont munies d'une couche superficielle chimiquement plus noble, la recarburation étant effectuée en présence d'un matériau chimiquement,moins noble, qui fait fonction de catalyseur pour la formation de noir de fumée.