BE523144A - - Google Patents

Description

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   TIROLER ROHREN- und   METALLWERKE   A.G., résidantà SOLBAD HALL   (Autriche) .    



  PROCEDE ET APPAREIL DESTINES A AMENER DES MATIERES ADDITIONNELLES A GRAINS FINS SOUS LA SURFACE DE   METAUX   EN FUSION. 



   (Inventeur : No SCHREIBER) 
L'invention est relative à l'amenée de matières additionnelles solides, à grains fins et,spécialement réagissant facilement sous la surface de métaux en fusion. L'invention consiste essentiellement en ce que les matières solides, par l'intermédiaire d'un gaz, qui sert de transporteur pour la matière solide, sont directement introduites dans la masse en fusion à une profondeur appropriée sous la surface de celle-ci et en ce que la violence de la réaction des matières solides avec la masse fondue est limitée par le dosage des quantités introduites par unité de temps. 



   Pour servir d'agent de transport des matières solides et amener celles-ci sans modification d'état jusque dans le bain métallique, le gaz porteur doit dans ce but se trouver sous une pression suffisamment élevée pour vaincre la contre-pression existant dans le bain à l'endroit de son introduction. Dans le cas d'introduction de matières additionnelles soli- des réagissant facilement, telles que par exemple l'aluminium,le magnésium ou le ferrotitane, le procédé dé dosage conforme à l'invention offre la possibilité d'amener ces matières additionnelles à l'état pur dans la masse fondue, sans courir le danger d'un trop violente réaction entre les matières additionelles et la masse métallique fondue, laquelle peut même provoquer des explosions à l'endroit d'introduction dans le cas d'amenée d'une trop grande quantité. 



   En dosant la masse introduite par unité de temps et finalement aussi en introduisant les matières solides profondément sous la surface de la masse fondue, on réduit à un minimum la perte en matières'additionnelles. 



  Grâce à une amenée progressive des matières additionnelles dans la masse en 

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 fusion, l'absorption de ces matières par la dite masse est rendue possible dans l'étendue de l'endroit d'introduction et il se produit encore une absorp- tion supplémentaire de ces matières additionnelles dans la masse fondue lors de la montée de celles-ci, de telle sorte que la portion, qui sort de la masse fondue sous forme solide, liquide ou gazeuse, est relativement minime. Si, par exemple, l'on introduit du magnésium dans de la fonte en fusion de la ma- nière conforme à l'invention, la température du bain de fer dépasse toujours alors la température de vaporisation du magnésium, laquelle se monte à 1102 C. 



  Dans le cas de vaporisation de 1 Kg de magnésium, il se dégage cependant une masse de vapeur de 5650 litres environ, ce qui montre qu'il y a danger d'explosions et en outre que la plus grande partie du magnésium s'échappe de la masse fondue sous forme de vapeur, si le magnésium est ajouté à la masse fondue sans être dosé conformément à l'invention. Pour cette raison, l'in-   troduction   de magnésium, par exemple dans du fer en fusion, a lieu toujours sous forme d'un alliage dans le but de ralentir l'absorption du magnésium par la masse fondue. Les frais d'un tel alliage dépassent cependant plusieurs fois le prix du magnésium comme tel. 



   Cependant, comme une addition ainsi dosée de la matière solide oblige à augmenter la durée d'introduction et à l'étendre au moins sur quel- ques minutes, il se produit sous l'action de la masse fondue un réchauffe- ment indésirable de l'appareil d'introduction et du mélange matière solide - gaz lors de l'addition. 



   Par suite, conformément à l'invention, l'appareil d'amenée et le mélange matière solide-gaz, est refroidi sur son parcours exactement jusqu'à son contact avec la masse fondue, ce qui pratiquement donne la ga- rantie que l'augmentation de la durée de l'addition s'effectue sans usure exagérée de l'appareil d'amenée. Dans le cas d'emploi d'un gaz de transport n'agissant comme gaz protecteur qu'à des températures relativement basses, le mélange : matière solide - gaz, est, conformément à l'invention, mainte- nu par ce refroidissement en-dessous de ces températures pour lesquelles il se produit une réaction du gaz de transport avec les matières solides.

   De cette manière, on peut employer comme gaz porteur des gaz qui sont considé- rablement meilleur marché que les gaz nobles, tels que par exemple l'argon lesquels restent actifs comme gaz protecteur même encore à hautes températu- res. On peut par exemple employer avantageusement comme gaz porteur l'azote qui à hautes températures réagirait énergiquement avec le magnésium, l'alu- minium et le titane en formant des nitrites. Sous l'action du refroidisse- ment, la température du.mélange; matière solide-gaz, sera alors maintenue dans son parcours dans la masse fondue au moins suffisamment basse pour que la réaction entre matière solide et gaz soit ralentie et qu'il ne se produi- se aucune réaction notable entre matière solide et gaz. 



   Suivant le procédé conforme à l'invention, on peut introduire, d'une manière simple et économique, profondément sous la surface de la masse fondue des matières additionnelles solides, qui réagissent facilement avec celle-ci. On peut par exemple introduire du magnésium dans de la fonte en fusion en vue de fabriquer des fontes contenant du graphite sphérique ou dans des fers, des fontes ou des aciers en fusion dans le but de les désoxyder ou de les désulfurer.

   Les quantités de magnésium introduites dans la masse fondue peuvent, suivant les nécessités, respectivement la température et la teneur en soufre et en oxygène de la masse en fusion, être calculées entre les limites expérimentales approximatives de   0,5   à 10 gr. par seconde et par 100 kg de restai fondu, de manière que le procédé s'effectue le plus calmement possible et avec utilisation la plus large des quantités de magnésium introdui- tes. La quantité de magnésium introduite en l'unité de temps peut avantageu- sement être calculée suivant la capacité d'absorption de la masse fondue dans l'étendue de l'endroit d'introduction de façon que le magnésium introduit puisse être absorbé par la masse fondue avec la plus petite perte possible. 



  Spécialement dans le cas de grandes quantités de masse en fusion, respective- ment dans le cas de grandes quantités de fer dans la poche, il parait utile d'introduire le magnésium simultanément en plusieurs points dans la masse fon- 

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 due, ce qui donne une répartition meilleure et plus rapide du magnésium dans le bain. 



   De la manière conforme à l'invention, on peut aussi d'autre part introduire des alliages de métaux quelconques facilement oxydables dans des masses métalliques en fusion de genres divers. Par exemple, on peut aussi introduire de cette manière dans de la fonte ou de l'acier en fusion des ma- tières solides finement broyées pour obtenir un effet dénommé effet de vaccin. 



   L'appareil destiné à l'exécution du procédé conforme à l'invention est essentiellement caractérisé par un tube d'amenée du mélange; matière soli- de-gaz, le dit tube, entouré d'une chemise réfrigérante, débouchant dans une tuyère, en pouvant employer comme agent réfrigérant un agent gazeux, tel que de l'air comprimé ou éventuellement un liquide frigorifique. 



   L'invention est expliquée schématiquement à titre exemplatif dans le dessin annexé à ce mémoire. 



   Figure 1 représente un appareil d'amenée en coupe longitudinale tandis que Figure 2 donne une coupe transversale suivant la ligne II-II de 
Figure 1. 



   1 désigne le tube destiné à l'introduction du mélange; matière solide-gaz. Ce tube d'amenée débouche en-dessous dans une tuyère 2 dont l'orifice 3 est relativement petit et il est entouré par une chemise réfrigé- rante   4, 5   à double paroi. Les chambres annulaires 4 et 5 de la chemise réfrigérante sont séparées l'une de l'autre par un tuyau 6, qui est centré à son extrémité inférieure par rapport au tube d'amenée 1 au moyen d'un dis- que 7. 



   L'agent réfrigérant qui, dans la forme d'exécution représentée à titre d'exemple au dessin, est de l'air comprimé, est introduit dans la cham- bre annulaire interne 4 par un raccord tubulaire 8, s'écoule à l'extrémité inférieure du tube 6 vers la chambre réfrigérante extérieure 5 au travers de trous 9 percés dans le disque 6 et sort de la dite chambre au travers d'un orifice 10. La chambre réfrigérante extérieure 5 est limitée par un tube 11 qui plonge dans la masse fondue et est protégée par rapport   à   celle-ci par un revêtement 12 en matériau réfractaire, tel que du graphite ou de l'argile réfractaire. La tuyère 2, qui ne possède aucune réfrigération, est aussi courte que possible et montée de manière amovible sur le tube 11.

   On peut utiliser comme matériau pour cette tuyère 2 des matières céramiques connues en soi ou dû graphite dans le cas d'emploi de l'appareil pour le fer en fu- sion. 



   A la partie supérieure du tube d'introduction 1, respectivement du tube 11, est raccordé un récipient 13, qui contient la matière solide. 



   Ce récipient surmonte une trémie 14, dont l'orifice 15 peut être fermé par la pointe conique 16 d'une broche creuse 17. Cette broche 17 conduit le gaz porteur, lequel y est introduit au travers d'un raccord 18; elle est ,- réglable en hauteur de sorte que l'on peut régler un intervalle annulaire compris entre l'orifice 15 de la trémie 14 et la pointe creuse 16 de la bro- che. C'est au travers de cet intervalle que la matière solide à grains fins est entraînée hors du récipient 16 sous l'effet d'injection produite par le gaz s'écoulant au travers de la broche creuse 17. Par un réglage en hau- teur de la broche 17,l'effet d'injection du gaz de transport est modifié et par suite la matière solide amenée au bain est .dosée.

   Dans ce but, le bro- che 17 est guidée dans la partie filetée interne 20 d'un volant à main 19, qui est monté dans le couvercle 21 du récipient 13 de manière à pouvoir tour- ner, de sorte que l'on peut régler l'intervalle annulaire découvert par la pointe 16 de la broche en faisant tourner le volant à main 19 par rapport à la broche 17, qui elle ne peut tourner. 



   Cet appareil permet un dosage précis de la matière additionnelle 

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 à grains fins en utilisant un minimum de gaz de transport. Un tel dosage est important dans les cas   où   il se produit une violente réaction entre les matières additionnelles et le métal en fusion, car en ces cas un dosage en excès peut donner lieu même à des explosions aux endroits d'introduction. 



   Comme le montre le dessin, la tuyère est montée angulairement sur le tube   Il.   Ceci provient de ce que, pour des raisons de construction, le tube 11 doit généralement être disposé sous une certaine inclinaison; cepen- dant, il est avantageux de souffler le mélange; matière solide-gaz, vertica- lement vers le bas dans la masse en fusion, de manière à former autour de la tuyère 2 un matelas de gaz qui protège celle-ci en une certaine mesure contre l'action de la masse fondue. 



   REVENDICATIONS. 



   1. - Procédé d'amenée de matières additionnelles solides à grains fins, réagissant facilement, sous la surface de métaux en fusion, caractéri- sé en ce que sous l'action d'un gaz porteur qui sert d'agent de transport pour les matières solides, celles-ci sont directement amenées dans la masse fondue et ce à profondeur convenable sous la surface de celle-ci, et en ce que la violence de la réaction des matières additionnelles avec la masse fondue est limitée par dosage des quantités introduites par unité de temps.

Claims (1)

1. 2. - Procédé suivant revendication 1, caractérisé en ce que le mélange matière solide-gaz, est refroidi dans son parcours exactement jus- qu'à son entrée dans la masse fondue.

   3. - Procédé suivant revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas d'utilisation d'un gaz porteur n'agissant comme gaz protecteur qu'à de basses températures, le mélange : matière solide- gaz, est maintenu par ré- frigération en-dessous des températures pour lesquelles se produit une réac- tion du gaz porteur avec les matières solides.

   4. - Procédé suivant revendications 1, 2 ou 3. caractérisé en ce que l'entraînement des matières solides par l'effet d'injection du gaz de transport s'effectue sous dosage judicieusement réglable.

   5. - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que de l'aluminium, dû. magnésium ou du ferro-titane est introduit dans du fer en fusion par l'intermédiaire d'azote comme gaz de transport.

   6. - Appareil destiné à l'exécution du procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par un tube d'amenée du mélange - matière solide-gaz, le dit tube, entouré d'une chemise réfrigérante débouchant dans une tuyère.

   7. - Appareil suivant revendication 6, caractérisé en ce que la chemise réfrigérante est divisée par un tube en une chambre annulaire inté- rieure et en une chambre annulaire extérieure, les dites chambres se trouvant en relation l'une avec l'autre à proximité de la tuyère, et en ce que, à l'extrémité opposée à la tuyère, elles présentent un orifice d'entrée et de sortie pour l'agent réfrigérant.

   8.- Appareil suivant revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que sur l'extrémité du tube d'amenée opposée à la tuyère est raccordé un ré- cipient pour la matière solide, le dit récipient étant pourvu d'une ouvertu- re en forme de tuyère en liaison avec le tube d'amenée pour coopérer avec une broche creuse réglable dirigeant le gaz de transport.