Brevet FR2597506A3 — publié le 19871023

FR 2597506 A3 19871023 FR 8605769 A 19860422 L'invention est relative à un procédé qui vise à transformer des constituants de structure au carbure dans des pièces en fonte, notamment des tuyaux en fonte mou]és par centrifugation. Les constituants de structure au carbure naissent notamment dans le cas de pièces en fonte, coulées en coquilles. Le refroidissement re3ativement rapide empeche alors ]a formation d'une structure purement per]itique ou per]itique-ferritique. Ceci est, par exemple, Je cas dans 3es tuyaux en fonte moulés par centrifugation. Les pièces en fonte sont, de ce fait, soumises à un recuit individue]. Les pièces en fonte refroidies sont portées à des températures allant jusque dans 3e domaine t , dans un four de recuit.Dans ce domaine de température, supérieur à environ 8500cules carbures se décomposent.L'homme du métier considère des temps de décomposition d'environ 10 minutes, pendant lesquelles 3es pièces en fonte sont maintenues à cette température élevée. Ce n'est qu'après Ja fin de cette période que 3es pièces en fonte sont retirées du four de recuit. Elles se caractérisent, à présent , par une structure essentiellement per3îtique-fer- ritique. Dans Je cas de ce procédé de recuit, toutes les pièces en fonte doivent être chauffées, en passant tout 3e domaine de température , et doivent être maintenues pendant un certain temps à 3a température élevée. Pour ce faire, i] est nécessaire de fournir une grande quantité d'énergie. Ce procédé ne peut être intégré dans Je cycle d'une installation de moulage te]]e qu'une installation de mouJage par centrifugation, étant donné que ]es périodes du cycle sont trop différentes. Un mode de fonctionnement en continu n'est, de ce fait, pas possib3e avec 3e procédé connu. Le but de Ja présente invention vise à fournir un procédé dé qui permet d'effectuer Je traitement thermique recherché moyennant une économie d'énergie 3a p3us élevée possible et qui permet un découlent des opérations en continu. Le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'on retire les pièces en fonte de leur moule immédiatement après Ja rigidification du matériau, en ce qu'on les chauffe de nouveau à des températures supérieures à environ 8500 C, de préférence entre 10000 C et 10500 C, par adduction d'énergie induite et en ce qu'on les refroidit ensuite. Les pièces en fonte ne sont pas refroidies, comme précédemment, pour être amenées ensuite, de manière discontinue, dans un four de recuit. Elles sont plutôt chauffées, à partir de l'état rouge qui correspond à des températures de l'ordre de 7000 C ou Légèrement supérieuresàce3Jes-ci, par énergie inductive, jusque dans Je domaine r supérieur à environ 8500C, allant de préférence jusqu'à 1000-1050 C et sont refroidies ensuite. Dans ce mode opératoire,on met à profit l'avantage qui réside dans le fait que la chaleur propre de la pièce en fonte qui n'est pas encore refroidie est utilisée pour le traitement thermique. Ceci entraîne des économies d'énergie notables et constitue simultanément une première étape vers un mode opératoire en continu, étant donné que par suite du temps de chauffage ainsi réduit, on se rapproche du cycle de 3'installation de moulage montée en amont. Grâce à l'ad- duction de courant par induction, on obtient une vitesse de chauffage qui est notablement plus élevée que celle que l'on obtient par d'autres moyens de chauffage. Le temps de chauffage est, de ce fait, encore réduit et adapté au cycle voulu. Le chauffage accéléré peut être mis en oeuvre de manière particu]ièrement simple, en démoulant Jes pièces moulées immédiatement après Ja rigidification du matériau et en Jes faisant traverser des bobines d'induction. Constituerait ntanmoins des difficultés insurmontable au déroulement continu des opérations, I'enseignement disant que Jes températures élevées doivent être maintenues pendant environ 10 minutes pour Ja décomposition des carbures.On a, à présent, pu constater de manière surprenante J 'effet qui n'était pas prévisible par 3'homme du métier et qui consiste en ce que des temps de passage de 5 à 20 secondes de préférence d'environ 10 secondes à travers Jes bobines d'induction, suffisent pour atteindre les températures élevées et permettre la décomposition des carbures. Le chauffage très rapide par induction moyennant des intensités de courant entraînant des puissances de J'ordre de 500 KW par exemple, en combinaison avec Ja mise à profit de la chaleur présente dans Ja pièce en fonte, entraîne un traitement thermique extrêmement court, de J 'ordre de quelques secondes.Le fait que la transformation des carbures serait accomplie en si peu de temps, ne pouvait être attendu, d'autant plus que J 'homme du métier était orienté vers des durées de traitement de 3 'ordre de 10 minutes. Grâce à J'appJication de ]'invention, on économise l'énergie, étant donné que Ja chaleur propre de Ja pièce en fonte qui n'est pas encore refroidie est mise à profit; mais on permet aussi, pour Ja première fois, un chauffage et un traitement très rapide de quelques secondes, qui, auparavant n'ont pas été considérés possibles et qui n'ont, de ce fait, pas été envisagés. C'est précisément grâce à cela que Jes périodes du cycle de 3'instaJJation de moulage et de J'instaJ- lation de traitement montée en aval sont tellement rapprochées qu'un fonctionnement en continu est possible. Si J'on maintient brièvement, c'est-à-dire pendant environ 30 à 150 secondes, Ja température produite par induction et si on laisse refroidir les pièces en fonte avec retardement jusqu'à moins de 8000 C, on peut régler Ja décomposition du carbure et la formation de Ja structure de base perJitique- ferritique voulue. Avantageusement, pour ce faire, on fait passer Jes pièces en fonte dans un caisson isolé. Les durées de recuit extrêmement courtes entraînent automatiquement une formation très faible de calamine. L'attaque oxydative peut, par ailleurs, encore être réduite en effectuant J 'adduction du courant par induction à la pièce en fonte sous une atmosphère de gaz protecteur. Le dessin annexé représente un graphique de recuit. La pièce en fonte encore très chaude est portée en 10 à 12 secondes de 7000 C à 10000 C ou 10500 C par induction. Lors du chauffage à 10000 C, on maintient cette température pendant environ 30 secondes et, ensuite, on refroidit lentement. La pièce en fonte ne présente plus qu'une faible teneur résiduelle en carbure après le recuit. On obtient des résultants analogues, lors du chauffage à 10500 C suivi d'un refroidissement lent. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la transformation de constituants de structure au carbure dans des pièces en fonte, notam ment des tuyaux en fonte moulés par centrifugation, caractérisé en ce qu'on retire Jes pièces en fonte de leur moule immédiatement après Ja rigidification du matériau, en ce qu'on Jes chauffe de nouveau à des températures supérieuresàenviron 8500 C, de préfé rence entre 10000 C et 10500 C, par adduction d'éner gie induite et en ce qu'on Jes refroidit ensuite. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on fait passer ]es pièces en fonte, en 5 à 20 se condes, de préférence environ 10 secondes, à travers des bobines d'induction, en ce qu'on Jes maintient briève ment à cette température et en ce qu'on Jes refroidit ensuite avec retard. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu 'on fait passer Jes pièces en fonte dans un cais son isolé, en vue de maintenir brièvement Ja température de chauffage et en vue du refroidissement à moins de 8000C avec un retard de 30 à 150 secondes. 4. Procédé selon Jes revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'on effectue ]'aJimentation des pièces en fonte en courant induit dans une atmosphère de gaz protecteur.