Brevet FR2672303A1 — publié le 19920807

-1- DOSE METALLURGIQUE La présente invention a pour objet une dose de métal à usage métallurgique et destinée en particulier, mais non exclusivement à être introduite dans un bain métallique en5 fusion Elle vise plus particulièrement une dose d'aluminium utilisable pour la désoxydation des aciers lors de leur fusion au four ou en poche. On sait qu'il est connu d'ajouter aux aciers et notamment aux aciers au carbone, ou faiblement alliés, une petite quantité d'aluminium qui constitue le désoxydant final les taux d'addition varient habituellement entre 0,6 et 1,5 %oen fonction du taux recherché de fixation de l'oxygène ce qui correspond grosso modo à 1 kg/tonne. Cette désoxydation a pour but d'éviter la formation de porosités gazeuses ( piqûres ou soufflures) au cours de la solidification, en fixant l'oxygène par transformation de l'aluminium en alumine Elle permet également d'éviter la20 formation de sulfures de type II en fin de solidification et l'apparition du risque de fragilisation des joints de grains austéniques primaires par précipitation de nitrure d'aluminium. Dans les grandes installations de coulée, l'alimentation du bain en aluminium est généralement effectuée en continu, en déroulant un fil à partir d'une bobine Dans les petites et moyennes installations, l'addition d'aluminium s'effectue en amenant dans le bain des quantités déterminées d'aluminium sous forme de lingots ou encore d'étoiles Les étoiles sont des pièces moulées à quatre branches percées d'un orifice central L'introduction des étoiles dans le bain d'acier ou de fonte en fusion se fait au moyen d'une tige en acier passant à travers 1 ' orifice central prévu, notamment, à cet35 effet L'aluminium, dont la température de fusion est de 6600 C, fond rapidement et se dissout dans le bain dont la -2température est de l'ordre de 16000 C Les étoiles pèsent environ 1 kilogramme mais ce poids peut varier de l'ordre de plus ou moins 10 % en raison du moulage Ainsi, dans certains5 cas le dosage est insuffisant pour obtenir un résultat satisfaisant alors que, lorsque la quantité de métal est excédentaire, l'utilisation de telles étoiles se traduit par une perte financière, le prix de l'aluminium étant très supérieur à celui de l'acier. Mais, le problème qui est résolu par la présente invention est celui de l'obtention d'un poids exact de métal de désoxydation dans un métal en fusion, afin que la qualité de l'acier ou de la fonte puisse être garantie. Selon la présente invention, la dose métallique de métal d'apport est caractérisée en ce qu'elle est constituée par un hélicoide ou spirale, réalisé à partir d'une longueur déterminée de fil métallique calibré. Ainsi, c'est la longueur du fil qui va déterminer le poids de l'hélicoide avec précision On sait en effet que les tréfileries, notamment d'aluminium délivrent des fils de géométrie parfaite et d'une pureté garantie l'hélicolde25 peut ainsi être constitué à partir d'un fil d'aluminium de première fusion titrant de 99,5 à 99,7 Compte tenu de la précision sur le diamètre du fil et de sa densité, il est aisé de constituer des doses de poids exact30 qui ne soit pas lié aux dimensions géométriques d'un moule. Par ailleurs, la spirale est aisément obtenue à partir d'une longueur de fil calibré sur les machines destinées à la fabrication des ressorts métalliques. Selon une autre caractéristique de l'invention, la spirale peut être conique, c'est à dire que le diamètre extérieur de l'un des côtés de la spirale est inférieur au diamètre de l'autre côté Cette caractéristique permet en quelque sorte de gerber plusieurs spirales Il est ainsi possible -3- d'accroître la quantité de métal, tel que de l'aluminium, devant être introduite dans le bain en superposant plusieurs spirales pour éviter de procéder à de nombreuses5 introductions. Enfin, il est également possible de prévoir sur au moins l'une des extrémités de la spirale un coude servant de blocage de la spirale sur la barre d'introduction dans le bain. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, donnés uniquement à titre15 d'exemples non limitatifs, en regard des dessins qui représentent: La Fig 1, un hélicoide selon l'invention en position sur une barre d'introduction; La Fig 2, une vue en bout d'un hélicoide dont les extrémités sont coudées. La Fig 3, une vue en perspective d'un hélicoide conique. On a représenté sur la Figure 1 un hélicoide 1 selon l'invention disposé sur une barre d'introduction 2 dans un bain de métal en fusion La forme creuse de la spirale se prête à l'introduction en profondeur dans le bain à l'aide de la barre 2, comme dans le cas des étoiles connues, mais tout autre moyen d'introduction peut être utilisé De30 préférence, la spirale est à spires jointives pour une raison d'encombrement. Sur la Fig 2, on voit que l'extrémité 3 du fil a été coudée ce qui autorise un blocage de la spirale sur la barre 2 Le35 coudage peut être plus ou moins prononcé. La Fig 3, montre en perspective une variante de réalisation qui présente, par rapport à la version cylindrique des facilités en ce qui concerne non seulement l'introduction -4- d'une quantité d'aluminium importante mais également en ce qui concerne le transport et le stockage. La conception de cette dose, à partir d'un fil calibré, permet en outre un marquage qui associé à un certificat de conformité élimine toute possibilité de confusion avec un métal d'une autre origine Ce marquage intervient au niveau des machines de spiralage. L'enroulement du fil en spirale permet d'obtenir un poids relativement important sous un volume relativement faible. Ainsi, pour un fil d'aluminium de 15 mm de diamètre, le poids d'un mètre de fil est de 475 grammes La longueur de15 la spirale est de 90 mm et son diamètre extérieur de 80 mm. Il est donc facile de faire varier la longueur de la spirale en vue de satisfaire un client devant introduire dans ses coulées une quantité très précise d'aluminium. Habituellement, le diamètre minimum de la spirale est égal à20 au moins trois fois le diamètre du fil constitutif. Bien que l'exemple qui vient d'être donné se rapporte à la réalisation de doses d'aluminium de desoxydation, la présente invention peut être appliquée à tout métal ou autre25 matériau d'apport pouvant être élaboré sous forme de fil, notamment en vue de la réalisation d'alliages. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens30 techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. -5- REVENDICATIONS Dose de métal pour la métallurgie, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une longueur déterminée de fil enroulé en spirale. 2 Dose selon la revendication 1, caractérisée en ce que la spirale est à enveloppe cylindrique. Dose selon la revendication 1, caractérisée en ce que la spirale est à enveloppe conique. Dose selon la revendication 1, caractérisée en ce que au moins l'une des extrémités du fil est coudée. 50 Dose selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour la désoxydation de l'acier, le fil est un fil d'aluminium pur à au moins 99,5 %.