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et les moyens de transformation de la fonte en acier par
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les procédés Bessemer et Thom8s sot, en particulier, utiJ,1. x; :. - ,,"1: ui: :.on ;1;,.,);. ::, 1.1.. .:3t %.;'.i.'e!t'=fllr connu de :.# o uEi =' 1 e r a 1.< tl.>,'j1'jT'j den IÚ'l:W:: ¯e 'ï¯C-i.4.lF::: '.!W -,az neutr-s (;e1, ,":'le J. 1 .:#';:L de .;,t,:rW1 u tt..1¯..::" .:.tEillS lé" ::j1.:,fj,-tl,r.f:,t .#.
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Il est enfin connu d'injecter des matières finement divisées au travers d'un bain de métal liquide en ayant au préalable mis ces matières en suspension dans un gaz. Ces dernières injections sont généralement opérées de deux manières. On peut, par exemple, utiliser des tuyères solidaires du fond d'un appareil genre cornue, dont le basculage permet de dégager les trous d'injection, évitant ainsi que le métal liquide n'y entre quand la pression des gaz n'équilibre plus la pression hydrostatique du métal. On peut aussi prévoir l'utilisation de lances, généralement garnies de réfractaires et même parfois refroidies, susceptibles d'être immergées dans le bain de métal liquide et d'en être retirées.
Toutefois, ces opérations conduisent à des appareillages compliqués et, en outre, présentent certains inconvénients. Dans le premier cas, elles nécessitent généralement des transvasements de métal liquide, générateurs de pertes de chaleur et de pertes de temps. Enfin, dans le second cas, l'immersion de la lance étant limitée en profondeur, une partie seulement de la hauteur du métal liquide contenu dans le récipient se trouve intéressée par le passage du gaz injecté porteur ou non de matières aolides.
Le but de la présente invention, dûe à M.Marc ALLARD, est de remédier à tous ces inconvénients afin de faire subir aisément à un métal liquide un traitement'par injection de gaz et au besoin de matières pulvérulentes en suspension dans un gaz, en opérant ce traitement directement, sans transvasement et cependant sans employer de lance, dans une poche ayant reçu le métal, ce qui permet en outre de couvrir
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pendant l'opération cette dernière d'un couvercle amovible tant en vue de limiter les pertes par rayonnement que de maintenir au-dessus du bain l'atmosphère désirée (neutre ou. réductrice par exemple), et enfin d'offrir la possibilité de décrasser aisément, après l'opération, la poche ayant contenu le métal.
Cette dernière, au contraire des autres appareils qui offrent une faible ouverture est, en effet, dans la plupart des cas, largement ouverte et légèrement évasée comme toutes les poches à fonte ou à acier généralement utilisées.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'insufflation de gaz ou de gaz véhiculant des matières pulvérulentes dans les métaux fondus qui consiste en principe à utiliser une poche de coulée ou analogue contenant un métal fondu, et à injecter le gaz ou le gaz véhiculant des matières pulvérulentes par un dispositif d'obturation et d'ouverture situé à la partie inférieure de la poche.
L'invention a aussi pour objet un dispositif d'obturation et d'ouverture d'une poche de coulée pour la réalisation du procédé ci-dessus, caractérisé en principe en ce qu'il comprend une busette en brique .réfractaire placée au fond de la poche, coopérant avec un. bouchon obturateur également en réfractaire s'adaptant à la partie de la busette débouchant dans la poche,et appliqué contre la busette par un organe de maintien et de liaison, ledit organe étant immobilisable par un dispositif de fixation extérieur à la poche,de façon que le bouchon soit susceptible d'être dégagé de la busette,ce dispositif étant caractérisé en outre en ce que des moyens sont prévus pour maintenir de manière étanche la busette contre le fond de la poche et pour
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raccorder à ladite busette un tuyau d'amenée de gaz,
ou de gaz véhiculant des matières pulvérulentes.
Suivant une autre caractéristique de l'invention,l'organe de maintien et de liaison du bouchon obturateur est une tige ou un fil traversant la busette et reliée au bouchon, immobilisables par un dispositif de fixation extérieur à la poche à la partie inférieure de celle-ci, de façon que le bouchon soit à volonté maintenu appliqué contre la busette ou largué à l'intérieur de la pocheau moment où on veut dégager la busette.
Une fois l'injection terminée,l'obturation du ou des orifices d'injection pratiqués dans la busette est automatiquement assurée par la solidification du métal dans le ot les canaux d'injection pour autant que,suivant la nature e la température du métal traité et la température des matiè res injectées, le diamètre et la longueur de ces canaux aient été convenablement choisis et que la pression d'injection ait été ramenée à la valeur voulue.
Suivant une autre caractéristique de l'invention le bouchon obturateur est un tampon monté sur une tige porte, se dite quenouille descendant dans la poche et manoeuvrée de l'extérieur,ladite tige pouvant à volonté tenir le tampon en position de fermeture de la busette ou l'en écarter en vue de procéder aux injections.
L'invention peut aussi comporter une ou plusieurs, des caractéristiques suivantes : a/ La busette de forme conique est appliquée par l'extérieur contre le fona de la poche,la base de la busette étant à l'extérieur ; b/ La busette comporte une pluralité de canaux en éventail ;
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c/ La busette comporte une pluralité de canaux paral- lèles ; d./ La busette comporte au moins un canal en hélice ; e/ La couronne de la busette a un profil en forme de tore et le tampon obturateur se termine par une calotte hémisphérique ;
f/ La busebte est en forme de pomme d'arrosoir et le tampon obturateur est termine par une estrémité hémisphérique ou à rebord torique ; :;/ Un raccord pour l'amenée du gaz est solidaire de la busette, à la pâte de laquelle il a été incorporé avant cuisson du réfractaire ; h/ Un. couvercle permet de couvrir la poche ; il Le couvercle est construit de façon à laisser passer l'appareillage de la quenouille.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, d'une forme d'exécution donnée à simple titre d'exemple
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nullement l i.mi La 1:;11', et schérnatiquement représentée au dessin annexé, dans lequel :
La Fig. 1 représente schématiquement en coupe verti cale passant par L'axe de la busette une poche de coulée
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dont le fond. est pourvu d'un disposi¯tLf d. l ob t aru a t L o n et d'ouverture suivant l'invention, ladite poche étant munie d'un couvercle approprié ;
La Fig. 2 montre un bouchon vu par en-dessous et sa tige de retenue contre la busette ;
La Fig. 3 est une vue en coupe axiale d'une variante de busette ;
La Fig. 4 est une vue en coupe aLale d'un mode de
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réalisation different d'une busette et de son obturateur ;
La Fig. 5 est une vue en coupe verticale d'une poche de coulée dont le fond a une forme spéciale, l'emplacement de la busette étant centré dans l'axe de la poche ;
La Fig. 6 est une vue analogue d'une autre poche dont l'emplacement de la busette est excentré ;
La Fig. 7 représente schématiquement en coupe verticale passant par l'axe de la busette une poche de collée dont le fond est pourvu, d'un dispositif d'obturatiun sui.vant une variante de l'invention, ladite poche étant placée sous un couvercle approprié ; et
La Fig. 8 est une vue en plan du couvercle de la poche suivant la Fig. 7.
Suivant la Fig. l, la busette 1 est en brique réfractaire, placée dans le fond de la poche 2 et un bouchon obtu rateur 3, dit tampon, s'applique en position de fermeture sur la busette 1 à laquelle il est retenu par la tige 4, sollicitée vers le bas grâce au ressort 5 et à la clavette 6. La tête ?,de la tige 4 peut être introduite dans le bouchon par une ouverture allongée 8 (Fig.2),un creux intérieur existant dans ledit bouchon permettant de tourner la tige' 4 d'un quart de tour et ainsi d'appliquer le bouchon contre la busette.
Le bouchon peut être brusquement libéra par l'enlèvement de la clavette 6, de façon à ouvrir à volonté la communication entre les canaux, ou le canal de la busette 1 et le métal liquide contenu dans la poche, le bouchon 3 remontant alors à la surface du métal dans la position indiquée en traits mixtes.
La busette l,de forme conique, est posée par extérieur, la base du cône étant naturellement à @
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comme ind.iqué, ceci de façon à éviter qu'elle ne soit refoulée vers l'intérieur de la poche 2 par l'action de la pression des gaz injectés, cette pression devant, au contraire, tendre à mieux l'appliquer contre le trou conique de révolution pratiqué dans le fond réfractaire de la poche
Suivant une technique, usuelle d'ailleurs,cette busette 1 est maintenue en place par une plaque 9 clavetée contre la poche par des clavettes la sur des goujons 11 solidaires du fond de la poche.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 1 un ra@@@rd 12 est incorporé à la busette 1 et se termine par une bride 13 à laquelle on raccorde l'appareillage d'injection.Un clapet 14 peut obturer la légère ouverture nécessaire dans le raccord. pour laisser passer la tige 4 lorsque celle-ci est libérée.
La Fig. 7 présente un autre mode de réalisation,associé d'ailleurs sur cette figure à l'utilisation d'un obturateur tampon 15 porté par une quenouille 16. Le raccord 17 avec le tuyau d'insufflation 18 n'est pas ici. assuré par un raccord venu de fabrication avec la busette,mais est indépendant de @ fernière.
La surface esterieure 19 de la busette 1 (Fig.3) doit être bien plane de même que la surface de la plaque de fixation 9 de façon qu'une bonne étanchéité soit assurée, renforcée au besoin par l'interposition entre ces deux surfaces d'un joint 20 (Fig.1), constitué par exemple et suivant la nature du gaz utilisé,soit par du brai épais (cas d'emploi de gaz pas ou peu oxydant) ou par toute manière plastique résistant à la température extérieure de la poch soit par un ciment alumineux à prise ultra rapide très finement moulu (cas de gaz très oxydant).
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La busette elle-même, représentée à la Fig. 1 avec un seul trou central, peut être percée de plusieurs trous disposés,par exemple, soit en éventail, soit en faisceau parallèle (Fig.3), soit même en hélice, suivant le mode de pénétration désiré dans le bain de metal en vue de favoriser les réactions par une agitation convenable. La couronne de la busette affleure au fond de la poche avec,de préfé- rence, un profil en forme de tore de façon que l'obturation soit plus aisée par le tampon obturateur de forme sphérique.
La disposition inverse peut être egalenient adoptée, c'est à dire l'utilisation d'une busetbe en forme de pomme d'arrosoir avec un tampon 13 à creux hémisphérique (Fig.4).
Cette énumération n'est pas limitative, tout autre schéma d'obturation tel que, par exemple, celui comportant un tampon conique étant applicable ici.
Les matières réfractaires dont sont constitués busette et tampon peuvent être différentes suivant la nature des gaz et matières injectés. La chamotte, les réfractaires très alumineux et la magnésie,éventuellement la chromite, peuvent être employés. Le graphite est également utilisable quand les gaz injectés ne sont pas oxydants. Il faut aussi noter que les tuyères pratiquées dans les busettes peuvent être garnies de tubes métalliques afin d'éviter en particulier une usure des parois.
Les poches de traitement ainsi équipées d'un ensemble busette-appareil de fermeture et raccord d'injection peuvent recevoir le métal liquide à traiter provenant de n'importe quel appareil,pour autant que les manières
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indésirables, telles que laitiers parasites, susceptibles de gêner le traitement envisagé, soient retenues et non versées dans la poche en même temps que le métal.
Les poches de traitement peuvent,comme déjà indiqué, après remplissage et avant que l'injection ne soit opérée, être munies d'un couvercle 21 laissant au besoin un passa- ge 22 (Fig. 8) pour l'appareillage de la quenouille lors- que celle-ci est utilisée, mais évitant que la section entière de la poche soit ouverte à l'atmosphère.
Par ce moyen les pertes thermiques par rayonnement sont réduites et dans l'espace vide de métal,situé entre le niveau supé- rieur de ce dernier et le couvercle,il est possible de main tenir une atmosphère en relation avec l'opération effec- tuée,par exemple réductrice ou neutre.Pour plus de rapidi- té dans les manoeuvres,ce couvercle peut être tenu à poste fixe,par un bras 23 à un mur 24 ou à une colonne (Fig.7,8) et le pont-roulant amène la poche de telle façon que la fente 22 du couvercle laisse passer l'appareillage de quenouille.
Les dimensions des poches de traitement doivent te- nir compte des bouillonnements éventuellement dûs à l'évacuation des gaz au travers du métal. Il peut être indiqué dans certains cas, et en vue d'assurer un meilleur brassage au métal, au voisinage de la busette d'injection, de donner au fonu de la poche un profil conique centré 25 (Fig. 5) ou excentré 26 (Fig. 6).
Pour l'évacuation au métal liquide après traitement, et l'orifice de traitement étant obturé, on peut utiliser tous moyens connus. On peut, par exemple, effectuer le versement par le bec, par simule rotation de la poche
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autour de l'axe de ses tourillons, une retenue des matières, résidus du traitement,étant au besoin assurée à ce bec par tous moyens couramment utilisés. On peut encore verser également par le bec, mais avec utilisation d'une poche dite "théière",présentant entre parois interne et externe et sur une génératrice un canal à parois rfractaires, dont l'orifice inférieur débouche près du fond de la poche et l'orifice supérieur au bec de la poche. Ce système bien connu permet d'évacuer le métal liquide sans que soient entraînés en même temps les résidus ou scories qui surnagent.
On peut enfin couler par le fond de la poche,au moyen d'un second appareillage comportant quenouille et busette, du type couramment utilisé pour la coulee en moules des métaux liquides. Ce procédé permet également l'évacuation du métal sans entraîner de résidus ou scori.es.
On indiquera ci-dessous, à titre d'exemple non limitatif l'application du procédé à un cas précis.
On désulfure de la fonte par injection de chaux pulvérulente dans un courant d'azote ou d'un autre gaz non oxydant, suivant le procédé faisant l'objet de la Demande de Brevet français au même nom, du 28 Avril 1954, intitulé: "Procédé pour désulfurer les métaux en fusion et en particulier la fonte". Dans une poche usuelle d'aciérie d'une capacité nominale de 30 tonnes et équipée ainsi qu'indiqué à la Fig.l, mais le couvercle étant enlevé et l'obturateur maintenu sur la busette, 20 tonnes de fonte à désulfurer sont prélevées par versement à partir d'un mélangeur de fonte, en prenant la précaution d'éviter que des scories parasites passent.
La poche est ramenée par pont-roulant à proximité de
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l'appareillage d'injection,quelques morceaux 27 de charbon gras dégageant par chauffage des gaz hydrogénés sont jetés à la surface du métal et aident à créer rapidement une at- mosphère non oxydante dans la partie vide de la poche,cette dernière étant aussitôt revêtue du couvercle 21. Le tuyau d'insufflation est alors immédiatement adapté à la tubulure faisant suite à la busette par un organe de raccord enche d'un modèle courant.
Aussitôt la pression de gaz' (1,5 kg à 2 kg) admise sur la busette, le tampon est manoeuvré et mis en position haute,dégageant ainsi le ou les trous, de la busette et per- mettant l'injection des poussières de chaux en suspension dans le gaz. Une fois les quantités nécessaires introduites, on baisse la pression. d'injection jusqu'à l'annuler, et le métal liquide se fige dans les canaux d'injection,amenant l'obturation de la busette, Si on utilise une quenouille on laisse quelques secondes le gaz passersans poussières, puis on manoeuvre la glissière pour mettre le tampon en position basse d'obturation.On débranche le tuyau d'insuf- flation, on retire la poche de la position couverte et le pont-roulant la vide à l'endroit voulu en la renversant par rotation autour de ses tourillons.
Bien entendu, le mode de réalisation décrit ci-dessus et représenté sur le dessin n'est donné qu'à titre-de sim- ple exemple non limitatif,et il va de soi que l'on pourra modifier de toute façon convenable,la forme, la disposi- tion, la nature et le montage de ses éléments,sans pour cela sortir du cadre de l'invention ,
C'est.ainsi que, dans cet ordre d'idées, dien d'autres montages peuvent être envisagés pour appliquer le
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bouchon obturateur sur la busette. On peut,par exemple, tenir le bouchon par un fil à haute résistance attaché à une extrémité, à un anneau noyé dans Le bouchon,ledit fil traversant la busette et étant fixé ensuite à son autre extrémité, en dehors de la poche, par une pince ou tout autre moyen.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé d'insufflation de gaz ou de gaz véhiculant des matières pulvérulentes dans les métaux fondus qui consiste en principe à utiliser une poche de coulée ou analogue contenant un métal fond11, et à injecter le gaz ou le gaz véhiculant des matières pul@@rulentes par un dispositif d'obturation et d'ouverture situé à la partie inférieure de la poche.
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