Brevet FR2378098A1 — publié le 19780818

la présente invention a pour objets un procédé et un dispositif pour l'introduction de réactifs dans du métal liquide, en particulier pour l'introduction d'inoculants, de sphéroidisants, de désoxydants, d'affineurs et d'éléments d'addition utilisés couramment en métallurgie et en fonderie. Les réactifs broyés sont introduits sur le filet de métal liquide ou dans le bain métallique au moyen de doseurs de différents types, manuels et mécaniques, ou dans un flux de gaz porteur (C. Podrzucki, a. Balata 'tMetalurgia i odlewnictwo zelazat' Editions Slask, Katowice, 1976 ; E. Fras, C. Podrzucki "Zeliwo zmodyfikowane" tome 2 Cracovie 1974 J.Piaskowski "Zeliwo sferoidalne" Editions Slask, Kotowice, 1976). On contact également un procédé d'introduction de réactifs sous la forme de morceaux entiers au moyen de cloches à immersion, dans un bain métallique ; sous la forme de barres, dans des cuves et réservoirs spéciaux, ou sous une forme quelconque - sur le fond de la cuve, ou aussi sous la forme de briquettes de coke moulé et dtautres briquettes saturées de réactif. En outre, les réactifs, sous la forme de morceaux entiers, sont également introduits dans des cuves situées dans des autoclaves. Un doseur à injection connu comprend un réservoir terminé, dans sa partie supérieure, par un écrou et, dans sa partie inférieure, par une chambre de mixtion communiquant avec des tuyaux équipés de valves ; la branche de l'un des tuyaux arrivant à la partie supérieure du réservoir. On connait aussi un doseur mécanique avec vibreur, comprenant un réservoir terminé, dans sa partie inférieure, par un verrou et une vanne à paroi directrice. Un vibreur mécanique qui dose le réactif dans la quantité voulue de métal liquide, est fixé d'une façon permanente à la paroi du réservoir. L'idée principale de l'invention réside dans le fait que le filet de métal liquide est introduit centralement à travers un réservoir rempli de réactif broyé. le réactif descend à travers un interstice de dosage, en entrant en contact avec la totalité de la surface extérieure du filet de métal liquide qui s'écoule dans le sens vertical. Le dispositif comprend un réservoir aux parois convergentes, possédant, dans sa partie inférieure, un orifice, dans lequel on trouve un entonnoir directeur. Get entonnoir est connecté à un levier de réglage de la largeur de l'interstice entre les bords de l'entonnoir et du réservoir. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent d'introduire le réactif d'une façon continue, ce qui assure la complète et uniforme dissolution de la quantité dosée du réactif dans le métal liquide. En outre, le dispositif permet d'effectuer le dosage de la quantité de réactif qui descend du réservoir, ce qui est obtenu en réglant la largeur de l'interstice. L'invention est décrite en détail par référence au dessin annexé dont la planche unique montre un exemple de forme d'exécution du dispositif en fonctionnement, en coupe verticale. Le dispositif comprend un réservoir 1 aux parois convergentes, rempli de réactif. Dans la partie inférieure du réservoir 1, on trouve un orifice qui accueille un entonnoir mobile 2. Un interstice 3 de dosage du réactif se forme entre les bords inférieurs de l'entonnoir 2 et du réservoir 1. Un levier 4 de réglage de la largeur de l'interstice 3 est situé dans la partie supérieure du réservoir 1. Be remplissage du réservoir 1 avec le réactif a lieu lorsque l'interstice 3 est fermé, le réactif étant introduit au moyen de l'entonnoir 2. Ensuite, on place le dispositif au-dessus dlwn réservoir de métal. le filet de métal est introduit dans l'entonnoir 2, après quoi l'interstice 3 est ouvert au moyen du levier 4, la largeur de l'interstice étant choisie selon la grandeur du dispositif et étant établie auparavant, sur la base des expériences faites, selon la quantité du réactif qui doit être introduite dans le métal liquide. le réactif descend à travers l'interstice 3, entre en contact avec la totalité de la surface extérieure du filet de métal liquide, après quoi le métal et le réactif s'écoulent ensemble dans le réservoir de métal. Exemple 1. Âu-dessus d'un bassin de coulée d'un lingotière de 12 tonnes, on place le dispositif selon l'invention, dont le réservoir t contient 120 kg de sphéroidlsant ayant la forme d'un alliage-mère Fe-Si-Mg granulé. Ensuite, -u-dessus de 1' entonnoir 2 on place, centralement, une poche à quer:ouille, contenant 5û tonnes de fonte d'affinage liquide de haut fourneau. Après l'ouverture du bouchon de la cuve, le filet de fonte liquide s1 écoule verticalement à travers l'entonnoir 2 vers le réservoir du métal. Simultanément, en soulevant le lever 4, on ouvre l'interstice 3 à travers lequel descend l'alliage-mère qui entre en contact avec la surface extérieure de la fonte qui s' écoule dans le sens vertical. la largeur de l'interstice 3, établie expérimentalement, est comprise entre 10 et 20 mm, cette valeur étant choisie de façon que toute la quantité de l'alliage-mère soit déversée sur le filet de métal liquide pendant la durée de la coulée, c'est-à-dire pendant quatre minutes environ. De cette manière on obtient une dissolution complète et uniforme de l'alliage-mère Fe-Si-Mg dans la fonte, ce qui permet d'obtenir l'effet final voulu qui se traduit par la formation de graphite sphéroidal dans la structure du moule de la lingotière. Exemple II. Au-dessus d'une poche de coulée d'une tonne de capacité, et en-dessous de la goulotte de coulée d'un cubilot, on place le dispositif, comprenant, dans le réservoir 1, 10 kg d'inoculant granulé Si 75 T contenant, en pourcentage pondéral, de 72 à 80% de silicium, moins de Cs10fie de carbone, moins de 0,30% de manganèse, moins de 0,04 de phosphore et de soufre, moins de 1 1,5 d'aluminium et de calcium et moins de 0,1% de chrome. Après l'ouverture de l'orifice de coulée du cubilot, le filet de métal liquide s'écoule verticalement à travers l'entonnoir 2 vers la poche de coulée. Simultanément, en soulevant le levier 4, on ouvre l'interstice 3, dont la largeur est comprise entre 3 et 10 mm et à travers lequel l'inoculant descend pour entrer en contact avec toute la surface extérieure du filet de la fonte liquide. L'introduction continue de l'inoculant permet d'obtenir l'effet final voulu qui se traduit par une tendance à la formation de trempes inverses diminuée (coin nO 2, selon la norme PN-61/H-04675, au début, et coin nO 7 après l'introduction de l'inoculant par le procédé selon l'invention) et par une résistance à la traction plus élevée, de l'ordre de 32 daN/mm2. On augmente aussi l'étanchéité des pièces coulées, leur résistance à l'usure et leur résistance à l'action de facteurs chimiques et réfractaires. Exemple III. Au-dessus d'une lingotière d'aciérie, de 20 tonnes de capacité, on place le dispositif selon l'invention, contenant, dans le réservoir 1, 300 kg de désoxydant sous la forme d'aluminium granulé. Ensuite on place, centralement, au-dessus de ltentonnoir 2, une poche à quenouille, contenant 100 tonnes d'acier effervescent. Après avoir ouvert l'orifice de a poche à quenouille, le filet d'acier liquide s'écoule verticalement par l'entonnoir 2 vers la lingotière. Simultanément, en soulevant le levier 4 du dispositif, on ouvre l'interstice 3 dont la largeur est comprise entre 20 et 30 mm, et le désoxydant entre en contact avec la totalité de la surface extérieure du filet d'acier liquide. fie cette manière, le désoxydant est continuellement dirigé sur le filet. On élimine ainsi le dépit du désoxydant sur le fond de la poche à quenouille. On obtient un acier d'une meilleure qualité grâce à sa désoxydation précise. Exemple IV. Au-de & us d'une lingotière d'aciérie de 20 tonnes de capacité, on place le dispositif selon l'invention, contenant, dans le réservoir, 800 kg d'un élément d'addition sous la forme de ferrosilicium granulé Si75. Ensuite, on place, centralement, au-dessus de l'entonnoir 2, une poche à quenouille contenant 100 tonnes d'acier destiné à fabriquer des tales de transformateur. Après avoir ouvert l'orifice de la poche à quenouille, le filet d'acier liquide s'écoule verticalement par l'entonnoir 2 vers la lingotière. Simultanément, en soulevant le levier 4 du dispositif, on ouvre l'interstice 3, dont la largeur est comprise entre 30 et 50 mm, et le ferrosilicium descend en entrant en contact avec l'entière surface extérieure du filet d'acier liquide. De cette manière on obtient une introduction continue de silicium dans acier destiné à fabriquer des tales de transformateur, on élimine le dosage du ferrosilicium sur le fond de la poche à quenouille et le double transvasement de l'acier de poche à poche. le contenu du silicium dans l'acier atteint la valeur voulue (). REVENDICATIORE 1. Procédé d'introduction de réactifs dans du métal liquide, caractérisé en ce que le filet de métal liquide est versé centralement à travers un réservoir rempli de réactif broyé, ledit réactif descendant à travers un interstice de dosage pour entrer ensuite en contact avec la totalité de la surface extérieure du filet de métal qui s'écoule verticalement. 2. Dispositif pour l'introduction de réactifs dans du métal liquide, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir 1 aux parois convergentes, terminé, dans sa partie inférieure, par un orifice qui accueille un entonnoir 2 vertical et mobile, connecté à un levier 4 de réglage de la largeur de l'interstice 3 formé par les bords inférieurs de l'entonnoir 2 et du réservoir 1.