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".MODE DEPURATION DE L'ACIER"
On sait que l'acier, qu'il provienne du convertis- seur Bessemer, du Pour Martin ou du oreuset, contient toujours des impuretés, laitiers, agglomérats de constituants spéciaux, gaz dissous, eto.o Il en est de même de la fontes les procédés d'affinage les plus perfectionnés auxquels on a eu recours ne peuvent les débarrasser de ces impuretés qui diminuent les quali- tés physiques, chimiques et même électriques de l'acier et qui causent des déchets considérables au moment du moulage et des autres opérations auxquelles ils sont soumis.
La présente invention a pour objet un procédé méca- nique- permettant de séparer très rapidement et dune manière ef- fective l'acier et la fonte des diverses impuretés et des gaz dis- sous* Ce procédé n'a pas d'action sur les composés combinés chi-
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miquement, ou dissous dans l'acier, mais il permet d'enlever toutes les matières qui forment aveo l'acier ou la fonte à l'état de fusion un mélange mécanique très intime. Il ne opprime pas l'effet dû* à la liquation des carbures de fer, mais il en réduit notablement l'inconvénient.
L'invention consiste essentiellement à soumettre à l'action de la force centrifuge le métal à épurer, en le soumettant en même temps à un chauffage qui permet de l'amener à un degré de fluidité suffisant.
De plus, pour obtenir la dite épuration, le nouveau procédé est caractérisé par une action combinée de la force centrifuge et de la pesanteur, comme il sera expliqué ci-après*
Le procédé objet de l'invention est réalisé en prin- cipe par une combinaison de moyens permettant d'amener le métal à une température suffisante assez élevée pour produire une véritable chauffe et de moyens permettant, par un mouvement de rotation à vitesse convenablement reglée suivant les phases de l'opération , de développer en même temps la force centrifu- ge et d'obtenir ainsi l'épuration désirée.
l'invention comprend aussi un appareil pour la réali- sation de ce procédé' formé d'une enceinte en matière réfrac- taire, disposée de façon à ppuvoir tourner à grande vitesse, et d'un système de chauffage, soit par la combustion d'un gaz', soit au moyen de courants électriques, et,spécialement de courants de Foncault/ou les deux combinés.
Des moyens sont prévus pour amener d'une manière continue le gaz combustible , ou le courait électrique'* au système tournant, malgré le mouvement de rota- tiont
L'appareil est muni d'un système de réfrigération par circulation d'air destiné à empêcher le surohauffage de la partie périphérique de l'enceinte;
ce système est combiné de manière à établir les communications nécessaires entre des
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conduits fixes d'amenée et de sortie d'air et le système ro- tatif*
Bans une forme d'exécution applicable dans le cas de marche discontinue,l'appareil oomporte aussi des canaux d'introduction du métal fondu qui le distribuent à la périphé rie de la partie tournante et.un oonduit d'évacuation disposé au centre*
Dans une autre forme destinée à la marche continue. l'appareil est muni d'un dispositif collecteur séparateur où se réunissent d'une part le métal pur; d'autre part le laitier qui s'écoulent au dehors soit µ'une manière continue, soit à intervalles aussi rapprochés qu'on le désire.
Leader épuré obtenu à l'aide de ce procédé et de cet appareil est absolument exempt de gaz et d'impuretés , et parfaitement hdmogèneo Les qualités de ce métal sont notamment améliorées, spécialement la résistance mécanique qui est con- sidérablement augmentée.
Pour fixer les idées, on a représenté dans le dessin annexé, donné à titre d'exemple seulement, diverses formes d'exécution de l'appareil tel qu'il peut être réalisé.
Dans ce dessin, :
La fig. 1 est une coupe verticale d'un appareil à marche discontinue et chauffage au gaz.
La fige 2 est une vue moitié en,.Plan et moitié en coupe horizontale correspondante
Les figs. 3 à 9 montrent des détails d'exécution.
Les figs. 10 et 11 sont deux vues semblables aux figs. 1 et 2 relatives à une variante d'exécution, dans le cas de chauffage électrique.
La fig. 12 est une vue en coupe longitudinale d'un appareil à marche continue.
La fig. 13 est une coupe transversale correspondant à la fig. précédente.
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Comme on le voit sur ce dessin, le nouvel appareil oomprend une enceinte tournante destinée à recevoir l'acier liquide et constituée par une cuirasse d'acier ± formée par exemple par de@ anneaux emboîtés le* uns dans les autres et bou- lonnés ensemble. Le cylindre ainsi obtenu est solidaire de fonds a1 a2. Il est garni intérieurement d'un revêtement en matière réfractaire 5, par exemple en magnésie, chaux vive ou toute autre matière non attaquée par le métal liquide. A l'intérieur se trouve réservée une chambre ? de capacité con- venanle.
Le dispositif ainsi constitué est monté sur divers roulements 0 c1,et il peut être actionné par des pignons d engrenant avec une couronne dentée solidaire du fond.
La partie supérieure forme une sorte de cheminée f, pouvant être fermée par. un bouchon mobile ± 1 , dans lequel est réservé un conduit f2. Le fond de la cheminée est fermé par un cône f3 d'où partent des canaux g disposés obliquement et aboutissant dansla onambre tournante, à une distance suffisante de l'axe de retation.
Le fond du four est percé d'un conduit axial h,dans lequel on peut engager l'extrémité d'un brûleur 1 recevant un mélange de gaz combustible et d'air, amené par des tuyaux ±1 et 1 2. fige- 3 et 4 .9 Ce brûleur peut basculer sur un axe @3, pour être écarté du conduit h, et à sa place on peut amener un bouchon ¯$ en graphite porté par un support 11 pi-. votant sur un axe j2 * Le bouchon est monté sur le dit sup- port par l'intermédiaire d'une crapaudine j3 , fig. 5, qui permet à ce bouchon de tourner avec le four.
Pour empêcher la paroi de l'appareil tournant d'attein dre une température excessive, le garnissage 1 est refroidi par une circulation d'air. Celle-ci peut être réalisée, comme représentée au moyen de tuyaux k dont une extrémité déboucha
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dans une conduite de distribution d'air 1 et l'autre extrémité dans une autre conduite m. Ces conduites sont formées par des couronnes n, fig. 6, solidaires de la partie tournante) et une gouttière double renversée o Cette gouttière double est soli- daire de conduits p q, d'arrivée et de sortie, qui servent en même temps de poutres de support pour la partie de l'appareil qui se trouve au-dessus du système tournant. La circulation de l'air s'effectue comme indiqué par les flèches.
Elle est produite par pompe ou ventilateur. L'air chaud peut être utilisé pour alimenter le brûleur.
.Les joints entre les organes fixes et.les organes mobiles se trouvent en'nl , fige 6, ou n2,fige 7. Dans le cas de la fig. 6, ces organes sont emboîtes suivant un profil en v .
Dans le cas de la fige 7 les bords des couronnes il et c1 qui sont en contact sont droits et des couronnes d'étanchéité élastiques n3 sont appliquées sur les joints.
La lubrification des parties frottantes est assurée au moyen d'huile amenée par des tyaux r ; l'excès est repris par d'autres tuyaux r1.
Le fonctionnement de cet appareil est le suivant :
On chauffe la chambre F, au moyen du brûleur 1 in- troduit dans le conduit h. Les produits de combustion s'échappent par le passage f2.Pour empêcher le surchauffage de l'enveloppe on met en action le système de ventillation. L'air froid, arrivant par exemple par le conduit p, se répand dans l'espace annulaire 1 formant chambre de distribution, pénètre dans les tuyaux k qu'il parcourt et ressort de ces tuyaux en m, d'où il est évacué par le conduit ± . Le dispositif tournant est mis en rotation à l'aide des pignons d.
Pour chars'or la chambre F, on lève la bouohon f1 et l'on verse dans la cheminée f, le métal fondu 4 épurer: on peut ainsi verser le métal directement du convertisseur ou l'apporter
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dans une pocha de coulée.
Le liquide tombant en f, passe dans des canaux obli- ques g qui l'amènent à la partie périphérique de la chambre. La force centrifuge agit presque immédiatement sur le métal qui se porte à la périphérie et n'a pas tendanoe à sortir par le conduit inférieur central h. Pour plus de sûreté on augmente la pression dans le brûleur i pendant le changements afin d'empêcher le métal de s'engager dans le conduit h, tant qu'il ne participe pas com- plètement au mouvement de rotation et que ees molécules ne sont pas encore soumises à la totalité de la force centrifuge que cette rotation peut développer.
On laisse le métal un certain temps dans l'appareil, ce temps dépend de plusieurs facteurs :de la vitesse de rotation de l'épaisser de la couche de métal sur lequel on opère, de la nature de ce métal, eto.o
Sous Inaction de la force centrifuge les parties les plus denses gagnent la périphérie; c'est le métal par; les matière@ étrangèresplus Ingérée se trouvent au centre* Boue séparer ces matières étrangères, on retire le brûleur à gaz; on ralentit la vitesse de rotation ;
lesimpuretés s'écoulent par le conduit h et on les reçoit par exemple dans un chariot à laitier, Après l'écoulement des impureté on augmente à nouveau la vitesse pour empêcher l'acier de couler à son tour dans le chariot à laitier. On substitue à oe chariot une poche de coulée et on diminue la vitesse de rotation de telle sorte que l'acier coule dans oette poche. Cn rétablit enswite le chauffage en vue d'une opération suivante.
On voit que, au moment où l'on ralentit la vitesse de rotation, on permet à la pesanteur d'agir en vue d'effectuer la séparation des divers éléments comme il vient d'être expliqué. Il y a donc..dans .le-nouveau procédé, une combinaison caractéristique de l'action de la force centrifuge et de 'celle de la pesanteur.
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Au lieu de disposer les deux tubes il eti2 du 'brûleur parallèlement, fige 4, on peut les placer l'un dans l'au- tre comme représenté figs. 8 et 9, ce qui rend cet appareil moins encombrant.
Le nouvel appareil peut être chauffé de toute autre manière que par combustion d'un gaz. En particulier en peut avoir recours au chauffage électrique. Il convient dans ce cas d'utiliser les courante de chauffage tels que les courants parasites de
Foucault.
Les figs. 10 et 11 montrent une variante du four avec chauffage électriques Dans le garnissage est logé un bobinage s dont les extrémités sont reliées à des contacts ± com- prenant chacun une couronne et un fortteur. Un écran magnétique u est disposé autour de l'enroulement. Le reste de l'appareil est semblable à celui de la fig. 1.
On peut aussi combiner le chauffage au gaz et le chauffage électrique,ce dernier pouvant servir à terminer le chauffage et à porter l'acier à une température où sa fluidité est suffisante.
Au lieu d'appareil à marche discontinue, on peut réaliser aussi un appareil à marche dontinue, tel que par exemple celui montré fige. 12 et 13.
Cet appareil comprend un cylindre analogue à celui déjà décrit, dans lequel on injecte en h du gaz combustible, ou muni d'un enroulement de chauffage électrique; cet appareil com- porte aussi une circulation d'air eomme précédemment, et les moyens pour l'assurer, qui n'ont pas été représentés.
Ce cylindre repose sur des galets a1 et tourne autour d'un axe faisant un certain angle avec l'horizontale de tacon que pendant la rotation les bains fluides de laitier et d'acier sont limités intérieurement par des surfaces en forme de paraboloïde de révolution indiqué sohématiquement sur le dessin.
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Sa partie caractéristique est un collecteur sépara- teur d'acier épuré et de laitier oomposé de pièces tournant avec le cylindre et d'un bloo fixe v, laissant entre lui et ces pièces des intervalles x et y , qui constituent les poches où s'aocumu- lant l'acier et le laitier ; lapoche annulaire x communique par des conduites x1 aveo la partie périphérique de la chambre! la paie annulaire y communique par un conduit y1, réglé par un bouchon à via z, avec la partie centrale où s'accumulent les impuretés,
Des conduits d'évacuation, formée dans le 'bloc fixe v amènent au dehors, d'une manière continue, d'une part, l'acier, d'autre part, les impuretés.
On peut aussi boucher les conduits et faire des oculées périodiques aussi fréquentes qu'on le juge utile.
L'acier à épurer est introduit en h d'une manière oontinue ou à intervalles rapprochés, mais sans arrêter l'appareil qui tourne continuellement, par un bec ou tuyau de déversement approprié.
L'acier obtenu par le procédé et les appareils qui viennent d'être décrits est parfaitement homogène et absolu- ment exempt de gaz et d'impuretés. Sa résistance aux efforts de tcat genre, son élasticité, sa dureté, etc.., sont très supéures à celles des meilleurs acier au creuset.
Grâce à ce fait qu'il ne contient ni gaz, ni impu- retés, on évite au moulage les soufflures, les retassements et autres défauts usuels et on supprime les énormes déchets qui se produisent avec les procédés connus.
Les disposition ci-dessus ne sont données qu'à titre d'exemple; l'invention pourra être réalisée suivant toute variante d'exécution basée sur les principes qui ont été définis. De plus, les formes, dimensions, détails d'exécution et matériaux employés pour les appareils pourront varier sans changer le principe de l'invention.