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PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE.CHARGES.FONDUES PAR DES REACTIFS,
EN PARTICULIER.PAR DES GAZ.
La présente invention concerne le traitement de charges fondues par des réactifs, en particulier par des réactifs gazeux. Il est déjà connu de traiter des charges fondues par des réactifs solides, liquides ou gazeux pour en éliminer les éléments indésirables.
L'un des principaux inconvénients des procédés connus réside dans la nécessité d'introduire le réactif avant que la charge fondue ne vienne en contact avec le dispositif qui sertà l'introduction dudit réactif,par exemple le fond perforé de la sole d'un convertisseur ou le tuyau d'arrivée dans un four à creusets, en vue d'empêcher qu'une portion de la charge fon- due ne coule dans les trous,tuyères et autres ajutages de sortie du réac- tif et éviter ainsi leur destruction ou tout au moins leur obstruction par une prise ultérieure de ladite portion de la chargeo
La nécessité ci-dessus conduit donc, en particulier dans le cas des réactifs gazeux, à une première cause de consommation parfaitement inu- tile de réactif.
Toujours dans le cas des réactifs gazeux, une autre cause de perte est due au fait qu'en raison de la hauteur généralement faible du bain de la charge fondue, une notable proportion du réactif se perd et n'est pas utilisée même lorsqu'il est introduit au sein même du bain.
Pour les deux raisons ci-dessus, les pertes en réactifs sont très importanteso Elles rendent difficiles sinon impossible la détermina- tion de la quantité de réactif nécessaire à l'exécution d'une opération donnée et, en outre, ont pour effet d'incommoder le personnel ou de lui fai- re courir de sérieux risques au point de vue sanitaire.
L'invention a pour objet un procédé de traitement de charges fondues par des réactifs gazeux, liquides ou solides (dans ce cas sous forme
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d'une suspension d'un réactif pulvérulent dans un véhicule fluide gazeux ou liquide).
Ce procédé est remarquable notamment en ce qu'on effectue un ou plusieurs cycles de traitement au cours du ou de chacun desquels, d'une part, on anime d'un mouvement relatif la charge fondue et au moins un ori- fice permettant d'injecter dans cette charge le réactif de manière telle que ledit orifice soit recouvert par ladite charge pendant une partie du cycle mais soit au-dessus d'elle au début et à la fin du cycle et, d'autre part, on injecte sans interruption par ledit orifice pendant tout le cycle un gaz sous:
pression constitué au début et à la fin du cycle par un gaz neutre, tan- dis qu'il est constitué par le réactif pendant tout ou partie de la pério- de du cycle au cours de laquelle l'orifice est recouvert par la charge fon- due. -
L'invention a également pour objet, à titre de produit indus- triel nouveau,un tuyau destiné à la distribution du gaz neutre et du réac- tif par le procédé précité, ce tuyau qui comporte un ou plusieurs ajutages de sortie desdits gaz neutre et réactif étant remarquable notamment en ce qu'il comporte un élément tubulaire de support protégé par un revêtement de surface ou par un tuyau de protection, à l'intérieur, contre l'attaque du réactif et, à l'extérieur, contre l'action de combinaisons formées par la réaction entre des portions de la charge fondue et le réactif.
L'invention a encore pour objet un appareil de traitement de charges fondues par le procédé perfectionné ci-dessus, ledit appareil étant remarquable notamment en ce qu'il comporte une enceinte destinée à conte- nir ladite charge fondue, au moins un ajutage débouchant dans ladite en- ceinte pour éjecter dans cette dernière alternativement un gaz neutre et un réactif fluide sous pression, des moyens pour déplacer d'un mouvement relatif ledit ajutage et le bain et des moyens pour contrôler les posi- tions relatives dudit ajutage et de ce baino
L'invention vise enfin les applications du procédé perfection- né et de l'appareil ci-dessus et, en particulier, pour l'affinage de l'a- luminium par le chlore, et la purification de métaux ou alliages fondus, à partir des vieux métaux ou des produits métallurgiques intermédiaires, et en particulier du zinc, du plomb,
du cuivre, etc. par le chlore, le gaz inerte étant, de préférence, l'azote.
D'autres caractéristiques résulteront de la description qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple :
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un four rotatif per- fectionné suivant l'invention.
La figure 2 en est une coupe transversale.
La figure 3 en est une vue en bout.
La figure 4 représente une extrémité du four à plus grande é- chelle avec son équipement d'arrivée du gaz.
La figure 5 est une coupe verticale d'un four à puits latéral.
La figure 6 est une coupe verticale d'un four à creusets.
Les figures 7 et 8 représentent en coupe longitudinale et trans- versale un four à réverbère.
Les figures 9 et 10 représentent en coupe un convertisseur res- pectivement en position de remplissage et en position d'arrivée du gaz.
Les figures 11 à 14 sont des coupes longitudinales à grande échelle de portions de variantes de tuyaux d'introduction du réactif.
Les figures 15 et 16 sont des coupes longitudinales et trans- versales d'une autre variante de four rotatif perfectionné suivant l'in- vention.
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La figure 17 est un schéma en coupe longitudinale' d'un four ro- tatif pourvu de cames contrôlant la distribution du gaz neutre et du réac- tif gazeux.
Les figures 18 et 19 sont des schémas vus de face, relatifs respectivement à l'une et à l'autre de ces cames et aux distributeurs con- trôlés par elles.
Les figures 20, 21 et 22 sont des coupes transversales d'autres fours rotatifs perfectionnés suivant l'invention.
La figure 23 est une coupe longitudinale d'un couloir d'écoule- ment d'une charge fondue, également perfectionné suivant l'invention.
Suivant l'exemple d'exécution représenté aux figures 1 à 3, le corps cylindrique 1 du four rotatif est monté sur des rouleaux 2 et peut tourner de 360 autour de son axe longitudinal XX. Deux trous 3 percés dans les parois d'extrémité du four servent à l'introduction de deux tuyaux 4 coaxiaux d'arrivée du réactif gazeux, liquide ou pulvérulent et en suspen- sion dans un véhicule fluide. Ces tuyaux sont percés d'un grand nombre de trous 5.
Un index 6 correspondant angulairement à la position des trous 4 est disposé au voisinage de la périphérie de 1-'une des parois d'extrémité du four et se déplace en face d'une échelle 7 qui est fixée
Cette échelle qui a très sensiblement une forme semi-circulaire et qui s'étend à peu près jusqu'au plan horizontal passant par l'axe XX du four comporte trois plages, deux latérales A et C correspondant au gaz neu- tre et l'autre intermédiaire B correspondant au réactif. Ces plages peuvent, par exemple, être colorées différemment ou rendues facilement distinctes par tout autre moyen quelconque.
En outre, leurs lignes radiales de sépa- ration'a et b (figo 3) sont situées de telle sorte, compte tenu du niveau dd (fig. 2) du bain 8 de la charge fondue contenue dans le four, que les tubes 4 plongent d'une quantité appréciable dans ce bain lorsque l'index 6 est au droit de l'une ou de l'autre desdites lignes de séparation a ou b.
Le four comporte deux ouvertures axiales 9 et 10. L'ouverture 9 est une ouverture de chargement. Elle peut recevoir successivement un brû- leur pour fondre la charge puis un tampon obturateur 9a. L'autre 10 est constamment ouverte et en face d'elle est situé un collecteur 10a d'aspi- ration des produits gazeux d'échappement.
La charge est d'abord introduite dans le four et fondue, les . tubes 4 ayant été préalablement enlevés et les trous 3, obturés,
Pour traiter ensuite la charge par le réactif, il faut d'abord mettre en place les tubes 4. Pour ce faire, on amène les trous 3 dans une position telle que la charge fondue 8 ne peut pas venir en contact avec eux.
Après avoir enlevé les bouchons d'argile qui obturent lesdits trous, on in- troduit les deux tuyaux coaxiaux 4 dans les trous 3 et on les lute au moyen de tampons d'argile 11.
On commence ensuite par faire arriver un gaz neutre sous pres- sion, par exemple de l'azote, tandis que les tuyaux se trouvent encore hors de la charge fondue. Puis, on fait tourner le four lentement par exemple dans le sens de la flèche f1 (figo3) jusqu'à ce que l'index 6 passe en face de la ligne radiale de séparation b entre les plages C et B de l'échelle 7, ce qui indique que les tuyaux 4 plongent suffisamment dans le bain 8 pour que celui-ci puisse recevoir utilement le réactif, par exemple'du chlore.
On ajoute alors du réactif au gaz neutre et on fait tourner le four unifor- mément, l'index 6 parcourant la plage B et ce jusqu'à ce qu'on ait fait arriver la quantité de réactif nécessaire. Le,gaz neutre puis le réactif sortent à l'état de fine division par les nombreux trous 5 des tuyaux 40
Il résulte de la combinaison de l'état de fine division du ré- actif avec le mouvement de rotation du four que cé réactif est introduit uniformément dans toutes les parties de la charge fondue 8 et que malgré
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la faible profondeur relative de cette charge, le réactif se combine à peu près complètement et qu'il n'y a pratiquement pas de dégagement de réactif dans le cas bien entendu où celui-ci est gazeux,
dégagement qui aurait non seulement pour conséquence une perte de réactif et la création d'un risque sérieux au point de vue sanitaire pour le personnel, mais encore de rendre impossible la détermination de la quantité de réactif à admettre et la durée du traitement.
Après avoir fait passer le réactif dans la charge fondue 8, on y fait passer à nouveau du gaz neutre qui en même temps élimine les résidus dus à la réaction et flottant sur le bain traité. On n'interrompt l'arrivée du gaz neutre que lorsque les 'tuyaux 4 se trouvent hors du bain 8 dans une position où le métal fondu ne risque plus de pénétrer dans les trous 5 des tuyaux; l'index 6 est alors sur la plage A.
Les gaz d'échappement sont aspirés par la tubulure 10a. Bien entendu,l'ouverture 9 du four est obturée par le tampon 9a pendant toute la durée de l'introduction des gaz.
Pour traiter par un réactif une charge fondue, il est nécessai- re, bien entendu, que la quantité de réactif ait une valeur déterminée en fonction de la quantité en poids des impuretés ou autres substances du bain à combiner chimiquement avec le réactif et cette quantité ne doit pas-être dépassée, au moins sensiblement, pour éviter les pertes et les risques qui en découleraient au point de vue sanitaire. Un excès de réactif peut aussi donner lieu à une perte du produit fondu traité.
La pression du réactif et du gaz neutre sous laquelle ces pro- duits sont introduits dans la charge fondue à l'état finement divisé par les trous 5 doit permettre de faire arriver ces produits en un temps donné en fonction duquel la rotation du four est déterminée; cette introduction ne doit pas être trop rapide. La pression dans les tuyaux d'arrivée 4 doit être-assez forte pour empêcher le bain fondu de pénétrer à l'intérieur des tuyaux par leurs trous 5. De plus, il faut que les divers produits à intro- duire puissent l'être séparément et/ou ensemble ne proportions relatives quelconques à volonté.
La figure 4 représente une installation d'introduction et de do- sage des gaz qui tient compte de ces conditions. Un gaz neutre, tel que l'azote sortant sous pression de bouteilles 12, passe à travers un détendeur 13 et un tuyau 14 et arrive dans un robinet à trois voies 15 qui sert d'or- gane d'arrêt et de mélange. En sortant de ce robinet, le gaz passe par un tuyau 16 et arrive dans un récipient 17, rempli par exemple de gel de si- lice destiné au séchage du gaz, puis passe par un tuyau 18, un organe de réglage 19 et un tuyau flexible 20 pour arriver dans le tuyau d'éjection 4.
Le réactif sous pression, par exemple du chlore, sortant de bouteilles 21, traverse un détendeur 22 et par un tuyau 23 arrive également dans le robi- net à trois voies 15. Un débitmètre 24 sert à déterminer la quantité et un manomètre 25 sert à vérifier'la pression.
Le four à puiser 26 de la figure 5 contient une charge fondue 27 à traiter par un gaz. Le tuyau 28 d'arrivée du gaz pénètre dans le four par une ouverture percée dans sa voûte et pouvant être fermée par un obtu- rateur 29. Le gaz inerte et les gaz brûlés s'échappent par un tuyau 30, à travers une ouverture 31.
La figure 6 représente un creuset 31 contenant la charge fondue et disposé dans un four 32. Les gaz arrivent par un tuyau 33 dont l'extrémi- té en forme de T est percée d'un grand nombre de trous de sortie. Dans l'un et l'autre des exemples des figures 5 et 6, le tuyau 28 ou 33 est mobile verticalement.
Dans les deux cas, au début du cycle, la partie perforée du tu- be est au-dessus du bain fondu. On admet alors dans ce tube un gaz inerte sous pression, azote ou autre, puis le tuyau toujours alimenté en gaz neu- tre est introduit dans la charge fondue. Après avoir fermé les obturateurs
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respectifs 29 ou 34 et raccordé les tuyaux d'aspiration respectifs 30'et 35, on peut faire arriver le réactif, par exemple du chlore. Une fois la réac= tion terminée, on substitue à nouveau le gaz neutre au réactif et on retire de nouveau hors du bain le tuyau d'arrivée du gaz toujours alimenté sous la- pression totale avec le gaz neutre pour empêcher le bain fondu de pénétrer dans le tuyau au cours de son soulèvement.
Dans le cas du four 36 à réverbère des figures 7 et 8, les tuyaux d'arrivée du gaz 37 qui comportent une tête en forme de pomme d'arrosoir 38 sont introduits dans le four par des ouvertures ménagées dans ce four et comportant des garnitures d'étanchéité 39. Lorsque le réactif est admis dans les tuyaux, on peut déplacer ceux-ci, depuis l'extérieur, de façon à faire arriver le réactif d'une manière efficace dans toutes les parties de la charge fondue. Les gaz brûlés s'échappent du four par des ouvertures 40 de préférence sous l'effet d'un tirage assez fort pour établir une légère dé- pression dans le four.
De préférence, les tuyaux ou moyens équivalents d'arrivée du gaz sont chauffés avant leur introduction dans la charge fondue à la tempé- rature-qui convient au traitement par le gaz.
Le convertisseur des figures 9 et 10 comporte un corps 41 qui peut tourner de 3600 et dans lequel on introduit la charge par une ouvertu- re 42. Pour effectuer le traitement par le réactif, on fait agir d'abord la pression totale d'azote ou autre gaz neutre arrivant par un tuyau 44 sur une paroi perforée 43 (fig. 9), puis on renverse le convertisseur dans la position de la figure 10. On peut alors remplacer le gaz neutre en totalité ou en partie par le réactif sous une pression appropriée. Les gaz brûlés s'échappent par une ouverture 45; on maintient de préférence une légère dé- pression dans le convertisseur. Une fois la réaction terminée, on fait de nouveau arriver du gaz neutre et, pendant son arrivée, on ramène le conver- tisseur dans une position telle que celle de la figure 9 dans laquelle la paroi perforée 43 n'est plus en contact avec la charge fondue.
En continuant à faire tourner le convertisseur, on peut en faire sortir le métal par le bec de coulée 46.
Dans les divers modes d'exécution représentés, les sections trans- versales des trous ou ajutages de passage du gaz neutre et du réactif sont, de préférence, choisis de manière à faire correspondre la grosseur des bul- les de gaz à la hauteur du bain de la charge fondue de façon à assurer une utilisation du réactif aussi parfaite que possible. En conséquence, -les sec- tions des trous par lesquels les gaz pénètrent dans la charge fondue sont d'autant plus petites que la hauteur du bain est plus faible.
Par ailleurs, les réactifsgazeux sont souvent très corrosifs, par exemple le chlore attaque le fer à température assez élevée. De même, la température de la charge fondue, qui s'élève encore du fait des réac- tions le plus souvent exothermiques qui s'accomplissent entre le réactif et certains éléments de la charge, exerce une influence sur la résistance et la stabilité des tuyaux d'arrivée. Pour remplir les-conditions rigoureuses nécessaires, les tuyaux d'arrivée du gaz peuvent comporter un revêtement protecteur de surface ou être constitués par deux parois superposées adap- tées pour résister l'interne à l'attaque par les gaz et l'externe à celle de la charge fondue, ainsi que contre l'action des combinaisons chimiques qui se forment entre des éléments de la charge et le réactif.
Les figures 11 à 14 sont des coupes longitudinales partielles, à plus grande échelle que sur les diverses figures précédentes, de diver- ses formes de construction des tuyaux d'arrivée du gaz. Le tuyau de la fi- gure 11 comporte une paroi 55 en fer percée de trous de sortie 56. Le tuyau est recouvert à l'intérieur, à l'extérieur, ainsi que sur les parois des trous 56 d'une couche de protection 57, formée par une masse d'un enduit- réfractaire. Le tuyau peut aussi consister en un alliage d'aluminium recou- vert par exemple électrolytiquement d'une couche de protection en oxyde d'aluminium.
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La figure 12.représente un tuyau dont la paroi est également en fer. Cette paroi 55 est recouverte d'une couche d'aluminium 58 appli- quée par projection et recouverte elle-même d'une couche superficielle 59 d'oxyde d'aluminiumo
Le tuyau d'arrivée du gaz de la figure 13 consiste en un tuyau- support métallique 60 et un tuyau de protection céramique 61, dans lesquels sont percés des trous de sortie communs 62.
A titre de variante, le tuyau tout entier 63 d'arrivée du gaz, figure 14, peut être en une matière céramique et percé de trous 64.
D'après ce qui précède, on voit que les fours rotatifs sont, en fait, transformés pendant les périodes de soufflage en de véritables convertisseurs.
Or, l'expérience montre que généralement ces fours doivent pou- voir être utilisés, à certains moments de leur fonctionnement, comme de simples fours rotatifs, c'est-à-dire pouvant tourner de 360 pendant la période par exemple de fusion et de surchauffe du métal, sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un soufflage pendant cette période, et tout en évi-' tant que la charge fondue pénètre, du fait de l'absence de soufflage, dans les ajutages disposés dans le corps du four lorsqu'ils arrivent au-dessous du niveau du bain, faute de quoi une fraction de la charge se solidifie- rait dans ces ajutages en provoquant leur obstruction et les rendant inu- tilisables. Ceci peut être évité par les mesures décrites ci-après.
En résumé, pour des raisons d'économie et pour diminuer les dépenses de premier établissement, les fours rotatifs aménagés en vue de l'application du procédé suivant l'invention doivent pouvoir être utilisés tels quels et en même temps, conformément à l'invention, sous forme de con- vertisseurs.
Les figures 15 et 16 représentent un corps de four 101 monté rotatif autour de son axe par exemple sur-des galets 101a. Ce corps est entouré d'une enveloppe 102 percée de trous 103 dans lesquels débouchent des têtes d'ajutage 104 qui se prolongent par des trous d'éjection 107 du corps 101. Un tuyau d'arrivée du gaz 105 est disposé au voisinage im- médiat de l'enveloppe du four et parallèlement à l'une de ses génératri- ces. Ce tuyau débouche directement dans chacune des têtes d'ajutage 104 par un orifice 106. Diamétralement opposé à chaque orifice 106, le tuyau comporte dans l'axe du trou 107 un orifice taraudé susceptible de recevoir, à volonté, soit un simple bouchon obturateur 108, soit un bouchon prolon- gé par une tige 109 (figo 15) susceptible de remplir complètement et sur toute sa longueur le trou d'éjection 107.
On voit immédiatement que lorsque dans tous les trous 107 sont engagées les tiges 109, tous les orifices d'éjection sont obturés et le four peut être utilisé à la manière usuelle. Par contre, après enlèvement des tiges 109 et raccordement du tuyau 105 à une source d'abord de gaz neu- tre, puis de réactif, et enfin à nouveau de gaz neutre, on peut appliquer le procédé de traitement gazeux suivant l'invention.
A titre de variante, le tuyau d'arrivée du gaz neutre et du réactif peut être logé dans le revêtement du four et les trous d'éjection, déboucher directement dans ce tuyau sans interposition de têtes d'ajutage.
Dans la variante d'exécution représentée aux figures 17 à 20, le four rotatif 110 est du type précité avec ajutages 107, raccordés à. un tuyau 105, pourvu d'orifices avec bouchons de visite 108 au droit de cha- que ajutage, ces bouchons pouvant éventuellement être remplacés par une tige d'obturation de l'ajutage correspondant, bien que, dans cette varian- te, l'arrêt de l'admission du gaz, aux moments voulus, soit assuré par un arrêt de l'alimentation du tuyau 105.
Celui-ci est relié par un tube fle- xible 111 à un raccord axial 112 comportant une partie rotative liée au tube 111 et une partie fixe à laquelle aboutissent, à travers des robinets d'arrêt 113 et 114, des tubes fixes 115 et 116 d'amenée respectivement du
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gaz neutre et du réactif. Ces tubes sont reliés, respectivement, par des distributeurs 117 et 118 et par des tuyauteries 119 et 120, à des sources 121 et 122 de gaz neutre et de réactif. Les distributeurs 117 et 118 com- portent, chacun, un clapet 123 ou 124 (figs 18 et 19), relié par une tige 125 ou 126 à un galet 127 ou 128. Chacun de ces galets roule au contact d'une came circulaire 129 ou 130. Les deux cames sont fixées rigidement au four 110, par exemple à ses deux extrémités, et tournent avec lui.
La came 129 à gaz neutre comporte deux bossagesdiamétralement opposés 131 et 132 (fig. 18). La came à réactif 130 comporte un seul bos- sage 133.
Ces divers bossages ont des orientations et dimensions angu- laires telles que, le four étant supposé tourner' dans le sens de la flèche f2 (figs. 18, 19), un instant avant que les ajutages 107 (fig. 17) attei- gnent le niveau du bain pour plonger dans celui-ci, le bossage 131 provo- que à l'encontre d'un ressort de rappel l'ouverture du distributeur 117 à gaz neutre. Ce gaz délivré par le récipient 121 arrive, par les tubes 119 et 115 et à travers le robinet 113 supposé ouvert, dans le dispositif axial 112 et gagne par le tube'lll le tuyau 105 et les ajutages 107. Dès que les ajutages 107 ont suffisamment plongé dans le bain, le bossage 133 de la ca- me 130 (fig. 19) provoque l'ouverture du distributeur 118 à réactif et aus- sitôt après le bossage 131 de la came 129 s'efface et provoque la fermeture du distributeur 117 à gaz neutre.
Avant que la rangée d'ajutages 107 res- sorte de la zone du bain, la came 129 provoque par son deuxième bossage 132 la réouverture du distributeur 117 à gaz neutre et la came 130, la re- fermeture du distributeur 118 à réactif. Lorsque les ajutages 107 se trou- vent au-dessus du bain, ledit distributeur 117 à gaz neutre est fermé à nouveau par le franchissement par le bossage 132 du galet 127.
Les figures 20 et 21 représentent une autre variante dans la- quelle le corps du four 134 comporte des ajutages formés, chacun, pour par- tie par un trou 135, ménagé dans la paroi même du four, et pour partie par une pièce tubulaire métallique 136 et reliés, chacun, par un raccord 137 au tuyau d'arrivée 138 du gaz neutre et du réactif à distribuer.
En dehors des périodes de soufflage, les ajutages sont obturés par des tiges obturatrices 139 (fig. 20) que des ressorts 140 empêchent de tomber tout en assurant l'étanchéité.
La figure 21 représente, par contre, la position pendant la pé- riode de soufflage. Les tiges obturatrices 139 ont été enlevées et rempla- cées par de simples bouchons filetés 141. Le gaz neutre ou le réactif arri- ve dans les tuyères par le tuyau 138.
Dans le mode d'exécution représenté à la figure 22, le four com- porte un secteur en briques poreuses réfractaires 142. Le gaz neutre ou le réactif délivré par un caisson 143 est ainsi réparti dans le bain 144 à l'é- tat de très fine division.
Lorsqu'il s'agit de faire passer la charge fondue d'une capaci- té à une autre, par exemple d'un avant-creuset dans un moule ou autre réci- pient collecteur, en lui faisant subir en même temps un traitement de raffi- nage, on peut employer la disposition représentée à la figure 23. Suivant cette disposition, entre la capacité amont 145 et la capacité aval 146 est - disposée une rigole 147, comportant des ajutages 148 aux extrémités desquels se trouvent des tuyaux d'arrivée des gaz 149. Les ajutages 148 peuvent être obturés par des tiges 150. Les gaz s'échappent par un tuyau d'échappement 151 de la cavité formée par la rigole 147 et un capot 152 qui peut être chauffé. '
A titre d'applications industrielles de l'invention, on peut ci- ter l'introduction, comme connu en soi', de chlore dans des charges fondues d'aluminium.
Le chlore a pour 'but, comme on le sait, d'une part, d'éliminer du bain les éléments moins nobles, par exemple le magnésium, par une réac- tion chimique, et, d'autre part, d'éliminer les gaz et les éléments solides contenus dans le bain par une action physique, par exemple mécanique.
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En ce qui concerne les gaz, il s'agit principalement de l'hydro- gène dont la solubilité dépend de la pression et de la température. En dimi- nuant la pression partielle par l'introduction de chlore, l'hydrogène est mis en liberté et les petites bulles de gaz d'abord sous forme dispersée se rassemblent, sous l'effet de la violente turbulence subie par la charge'fon- due, sous forme de bulles plus grosses, qui montent à la surface du bain et s'échappent. De même, les éléments solides en suspension à l'état de fine division dans le bain, et surtout l'alumine, se coagulent sous l'effet de la violente agitation du bain provoquée par l'introduction du gaz et viennent à la surface du bain, ou ils peuvent être scorifiés par des agents appropriés.
Les impuretés généralement métalliques contenues à l'état d'alliage dans la charge fondue, qui ne cristallisent qu'au moment de la solidification de la charge fondue, conformément aux lois de la cristallisation, se séparent sous l'action des gaz sous forme dispersée de façon à former une structure nette- ment pseudo-eutectique, en atténuant ainsi notablement l'action fâcheuse exercée par ces impuretés.
Ces diverses actions exercées par le traitement par le chlore sont connues. L'avantage de l'invention dans cette application est basée sur le fait que l'introduction de chlore ne s'effectue économiquement et sans trouble et n'atteint complètement son but que si on a soin de répartir uni- formément le réactif en le faisant arriver d'une manière appropriée. Son do- sage exact est d'autant plus important que dans le cas de la séparation du magnésium par exemple d'une charge fondue d'aluminium, le chlore ne commence à attaquer sensiblement l'aluminium que lorsque la totalité du magnésium est entrée en combinaison. Suivant l'invention, on fait arriver le gaz neutre, par exemple de l'azote, jusqu'à ce que la charge fondue recouvre le dispo- sitif par lequel il arrive.
On interrompt alors l'arrivée d'azote et on in- troduit le chloreo Après avoir introduit la quantité de chlore nécessaire à la réaction à accomplir, on interrompt son arrivée et on introduit de nou- veau de l'azote, jusqu'à ce que le dispositif d'introduction ne soit plus en contact avec le métal. Le gaz neutre chasse mécaniquement les produits de la réaction flottant à la surface du bain. De plus, on peut, en mélan- geant le gaz de la réaction avec le gaz neutre, échelonner ou freiner l'ef- fet de la réaction suivant les besoins.
Une autre application de l'invention concerne la récupération de vieux métaux.
On sait que certains métaux fondus à partir de vieux métaux et de produits métallurgiques intermédiaires ne conviennent pas à toutes les applications et surtout pas à la préparation de produits pour laminage, tels que les tôles laminées, même lorsque le métal ne contient pas de métaux é- trangers et d'impuretés nuisibles décelables. On n'a pas encore trouvé d'u- ne manière indiscutable la cause de cette différence de qualité par rapport au métal dit vierge, fondu directement à partir des minerais.
Mais, on peut supposer que certains éléments non métalliques, tels que, par exemple, des oxydes, sulfures, gaz, etc.. restent en suspension dans les métaux fondus à partir des matières premières de récupération et se déposent au cours de la solidification sous forme de pellicules plus ou moins minces sur les cristaux qui se séparent de la charge fondue au moment de la solidification, diminuant ainsi la cohésion entre les divers cristaux dans le lingot soli- dif ié.
Tel est le cas par exemple et surtout avec le zinc fondu à par- tir de vieux métal ou de produits intermédiaires, tels que les poussières, les cendres de zinc, etc..
On a considéré jusqu'à présent que ce zinc de refonte n'est sus- ceptible que d'applications limitées.
Or, il a été découvert contre toute atteinte, et l'invention est basée sur ce fait, qu'en traitant ce zinc par le chlore et, en particulier, conformément au procédé susdécrit, on lui fait acquérir les mêmes propriétés que celles du zinc dit de qualité supérieure et que par suite il peut servir à la fabrication de tôles de zinc.
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Suivant l'invention, on fait donc passer du chlore dans le zinc de refonte à l'état liquide. En raison de la forte turbulence mécanique pro- voquée par cette introduction, les éléments non métalliques en suspension dans la charge fondue ne s'agglomèrent pas et montent à la surface du bain, d'où on peut les enlever ou les scorifier au moyen de sels de couverture appropriés.
La turbulence est encore accentuée par la formation de faibles quantités de chlorure de zinc volatil, qui s'échappent ou cèdent leur chlore à des métaux contenus dans la charge fondue et possèdent une plus grande af- finité pour le chlore que le zinc. On réalise ainsi non seulement une élimi- nation mécanique des inclusions non métalliques, mais encore une certaine élimination chimique des éléments indésirables.
L'action du chlore est précédée et suivie de l'admission d'un gaz inerte tel que l'azote, l'admission de ce gaz après le chlore entraînant les produits de la réaction solides ou gazeux.
Les considérations qui précèdent au sujet du zinc s'appliquent également aux autres métaux, tels que le plomb et le cuivre, ainsi qu'à leurs alliages, tels que le laiton, le tombac ou le bronze. L'aluminium peut être facilement éliminé de cette manière du laiton en contenant.
Naturellement, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits et aux applications données qui n'ont été choisis qu'à titre d'exempleo
REVENDICATIONS.
1. Procédé de traitement d'une charge fondue par des réactifs soit gazeux, soit liquides, soit solides et en suspension dans un fluide, caractérisé en ce qu'on effectue un ou plusieurs cycles de traitement au cours du oude chacun desquels, d'une part,.on anime d'un mouvement relatif la charge fondue et au moins un orifice permettant d'injecter dans cette charge le réactif, de manière telle que ledit orifice soit recouvert par ladite charge pendant une partie du cycle mais soit au-dessus d'elle au dé- but et à la fin du cycle et, d'autre part, on injecte sans interruption par ledit orifice pendant tout le cycle un gaz sous pression constitué au début et à la fin du cycle par un gaz neutre, tandis qu'il est constitué par, le réactif pendant tout ou partie de la période du cycle au cours de laquelle l'orifice est recouvert par la charge fondue.