Brevet FR2308462A1 — publié le 19761119

La présente invention a trait à des compositions métallurgiques et vise à pourvoir à des compositions pour la réparation de pièces constitutives de moules. Un moule à lingot est usuellement constitué par un corps en fonte à extrémités ouvertes, par exemple de section transversale rectangulaire, légèrement conique intérieurement pour faciliter l'extraction du lingot solidifié. Le moule est posé sur une embase en fonte qui forme le fond de la cavité de moulage. Cette même embase sert avec des moules de différentes tailles qui sont disposés centrés sur cette embase. Le métal fondu versé par le haut du moule,lorsqu'on coule les lingots, tend ainsi à frapper la même zone de l'embase. L'érosion progressive qui en résulte peut éventuellement produire un trou d'une profondeur inacceptable. La présente invention est basée sur la découverte du fait qu'une réparation acceptable est en mesure d'être réalisée en bouchant le trou en vue de créer une surface de travail en un matériau inorganique non métallique, résistant à l'usure, et formé in situ. Selon l'un des aspects de la présente invention, il est prévu une composition destinée au bouchage d'un tel trou qui comprend us composition génératrice de chaleur formée de composants solides qui réagissent de façon exothermique les uns avec les autres pour engendrer un laitier fondu et, mélangé à ce dernier, un matériau réfractaire granulaire en proportion telle qu'il soit pris et lié dans une matrice de laitier par refroidissement succédant à la réaction exothermique. Il est prévu, en outre, une embase de lingotière ou autre corps en métal ferreux présentant un trou ou cavité comblé, partiellement au moins dans sa profondeur, par un matériau réfractaire granulaire lié par une matrice de laitier produite à partir d'une composition telle que précitée. I1 est prévu par ailleurs un procédé de bouchage d'trou ou cavité dans l'embase d'une lingotière ou autre corps en métal ferreux lequel procédé consiste à introduire une composition telle que définie ci-dessus dans le trou et à provoquer la réaction in situ. Avantageusement, la composition génératrice de chaleur est un métal granulaire ou particulaire qui est oxydé au cours de la réaction pour former le laitier. Une composition génératrice de chaleur préférentielle de cette nature est constituée par un mélan ge de poudre d'aluminium et d'oxyde ferrique ou autre oxyde de fer qui réagit de façon exothermique pour produire un oxyde d' aluminium en tant que laitier et du fer métallique. Un tel mélange, connu sous le nom de thermite, est disponible sur le marché et mis en oeuvre dans certaines opérations de soudage. La thermite a été précédemment utilisée dans le but présent mais de manière à remplir le trou d'un bouchon fondu de fer métallique. Le laitier produit par la réaction exothermique est un composant indésirable qui est rejeté. En raison de ses propriétés physiques, sa fragilité, par exemple, il n'a pas pu être utilisé en vue de réaliser une surface de travail convenable. Le résultat est imparfait en ce que le métal fondu peut s'amalgamer avec le métal du bouchon de sorte que ce dernier est arraché du trou quand le lingot est démoulé de l'embase. Par opposition, la composition selon l'invention est mise en oeuvre de telle sorte que le trou est comblé par le matériau réfractaire lié par le laitier pour former un matériau de la nature d'une brique. Sous-jacent au matériau du genre d'une brique se trouve un bouchon soudé engendré comme sous-produit de la réaction. Sa présence est accessoire et la surface de travail est constituée par le matériau du genre d'une brique et possède une résistance élevée aux chocs thermiques. Comme le matériau du genre d'une brique est érodé par une utilisation suivie,il peut être réparé en se servant de quantités appropriées de la composition avant que le bouchon soudé ne soit mis à nu. Le matériau réfractaire de la composition peut être dw genre terre cuite ou autre céramique. Avantageusement, on peut se servir de brique réfractaire (récupérée dans des aciéries, par exemple) qui a été réduite en forme granulaire, par concassage, par exemple. Des variantes de matériaux réfractaires sont le carbure de silicium, la magnésite, les alumino-silicates, la dolomite cuite, l'alumine et des mélanges de ces matériaux. La magnésite est intéressante en raison de son coefficient d'expansion favorable. La taille de particule n'est pas critique et, pour la plupart des applications, un fini convenable est obtenu en utilisant de la brique réfractaire pilée ou autre matériau réfractaire à grains grossiers. De bons résultats ont été obtenus avec de la brique réfractaire tamisée à moins de 3,2 mm.Des résultats améliorés ont été obtenus avec des granules de brique réfractaire qui passent au tamis de 12,7 mm mais sont retenus par celui de 3,2 mm, pro bablement en raison de l'élimination de particules fines ayant une solubilité relativement élevée dans le laitier. On peut s'assurer par une simple expérience de la proportion adéquate de matériau réfractaire. L'utilisation de brique réfractaire concassée dans une proportion de 15 à 30po, de préférence environ 20%, basée sur le poids de la composition, donne des résultats satisfaisants avec une thermite contenant de 60 à 70% en poids d'aluminium calculé en A1205. Selon une modification du procédé décrit ci-dessus, le matériau réfractaire granulaire ou une partie de celui-ci est introduit dans le laitier, formé dans le trou, pendant que ce dernier est encore à l'état fondu. Normalement, le matériau réfractaire est mélangé au laitier en remuant. I1 n'est pas nécessaire que le mélange réalisé soit homogène sur toute la profondeur du trou si l'on vise à créer un remplissage offrant une surface de travail de propriétés satisfaisantes. L'invention est illustrée par le dessin Joint, donné à titre d'exemple non limitatif et qui sera compris par l'homme de l'art, et dont les figures 1 et 2 représentent, respectivement en plan et coupe verticale, une embase de lingot traitée suivant l'inven- tion. REVENDICATIONS 1. Procédé de bouchage d'un trou ou cavité dans un corps en métal ferreux caractérisé en ce que l'on introduit dans le trou une composition génératrice de chaleur sous forme de composants solides qui réagiront ensemble pour engendrer un laitier fondu, on provoque la réaction de la composition pour former ledit laitier et on introduit également dans ledit trou un matériau réfractaire à l'état granulaire ou particulaire dans une proportion telle qu'il est pris etllié dans une matrice solide de laitier par refrodissement succédant à la réaction exothermique, le trou étant ainsi rempli partiellement au moins dans sa profondeur par ledit matériau réfractaire lié par ladite matrice solide. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce,que le matériau réfractaire granulaire est introduit dans le trou par addition à la composition génératrice de chaleur. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réfractaire granulaire est ajouté au laitier pendant que ce dernier est à l'état fondu dans le trou. 4. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'un des composants de la composition génératrice chaleur est un métal en particules qui est oxydé au cours de la réaction pour former le laitier. 5. Procédé selon une quelconque des revendications 1 & 3, caractérisé en ce que la composition génératrice de chaleur est un mélange de poudre d'aluminium et d'oxyde ferrique. 6. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau réfractaire est du genre d'une terre cuite. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le matériau réfractaire est de la brique réfractaire qui a été réduite à l'état granulaire. 8. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le matériau réfractaire est présent dans une proportion de 15 à 30% basée sur le poids total de la composition. 9. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le corps en métal ferreux est constitué par de la fonte. 10. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le corps en métal ferreux est une embase de Lingotière. 11. Corps en métal ferreux présentant un trou ou cavité qui est comblé sur partie au moins de sa profondeur par un matériau réfractaire granulaire lié par une matrice de laitier produite par procédé selon une quelconque des revendications précédentes. 12. Procédé de coulée d'un lingot mettant en oeuvre une embase selon la revendication 11, caractérisé en ce que les défectuosités qui se développent périodiquement dans l'embase sont comblées par le procédé selon une quelconque des revendications 1 à 10. 13. Composition destinée à la mise en oeuvre d'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce quelle est constituée par une composition génératrice de chaleur formée de composants solides qui réagissent les uns avec les autres de fa çon exothermique pour engendrer un laitier fondu et, mélangé à ce dernier, par un matériau réfractaire granulaire ou particulaire dans une proportion telle qu'il est pris et lié dans une matrice de laitier par refrodissement succédant à la réaction exothermique. 14. Composition selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'un des composants de la composition génératrice de chaleur est un métal à l'état de particules qui est oxydé au cours de la réaction pour former le laitier. 15. Composition selon la revendication 13 ou 14, caractérisée en ce que la composition génératrice de chaleur est un mélange de poudre d'aluminium et d'oxyde ferrique. 16. Composition selon une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisée en ce que le matériau réfractaire est du genre de la terre cuite. 17. Composition selon la revendication 16 caractérisée en ce que le matériau réfractaire est de la brique réfractaire qui a été réduite à l'état granulaire. 18. Composition selon une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisée en ce que le matériau réfractaire est présent dans une proportion de 15 à 30% basée sur le poids total de la composition.