BE562420A - - Google Patents

Description

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   La .présente invention est relative au traitement des métaux dans la production et l'affinage des métaux et des al- liages de métaux.   @   
Dans la production des métaux et de leurs alliages, une grande partie de la durée totale de traitement est prise par la fusion des   déchêts   lourds de la charge. 



   Un but de la présente invention est de procurer un procédé pour le traitement de métaux, dans la production et l'af- finage des métaux et des alliages de métaux, grâce auquel la pério- 

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 de de temps nécessaire pour la fusion des déchets est sensible- ment réduite. 



   Suivant la présente invention, un procédé pour trai- ter les métaux dans la production et l'affinage des métaux et des alliages de métaux comprend l'établissement d'un arc entre le mé- tal et une électrode tubulaire de charbon ou matière similaire de relativement faible taux ou vitesse d'usure, et le passage d'un gaz inerte ou réducteur à travers l'alésage de l'électrode vers l'arc. 



   Lorsqu'on utilise une électrode tubulaire, il est connu que l'arc est plus concentré en dessous dé l'électrode qu' avec une électrode pleine habituelle. Lorsqu'un gaz est passé à travers l'alésage de 1'électrode vers l'arc, suivant la présente invention, il y a un transfert de chaleur plus efficace, de l'arc au métal. De plus, le gaz en passant à travers l'alésage de l'é- lectrode est préchauffé et agit pour refroidir l'intérieur de l'é- lectrode. Le gaz pénétrant dans l'arc est chauffé très rapidement, et ce gaz chaud est chassé vers le bas sur la surface des déchets à fondre. La haute température et la grande vitesse de la'flamme de l'arc augmentent la vitesse de fusion des déchets. 



   En procédant suivant la présente invention, l'usu- re ou consommation de l'électrode est sensiblement réduite, à la fois grâce à la vitesse accrue de fusion des déchets, ce qui si- gnifie que l'électrode est en usage durant une période plus courte, et à cause de l'effet de refroidissement du gaz passant à travers l'électrode. 



   De plus, lorsque les electrodes   tubulaires   sont uti- lisées sans qu'un gaz les   traverse,   il est connu qu'il y a un ef fet de cheminée " au bout de l'électrode, provoqué par le gaz ascendant provenant du four, et l'usure de l'électrode est ainsi accrue. En faisant passer le gaz vers le bas à travers l'alésage de l'électrode, suivant l'invention, ce désavantage de 1'utilsa- 

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 tion des électrodes tubulaires est évité et l'usure de   l'électro-   de est même moindre que celle des électrodes pleines habituelles. 



   Des exemples de gaz inertes ou réducteurs, qu'on peut utiliser dans le procédé de la présente invention, sont l'ar- gon, l'helium, l'azote, l'hydrogène, l'oxyde de carbone et des mé- langes gazeux contenant de l'hydrogène, tels que le gaz de houille, le gaz naturel, le gaz de gazogène, le gaz de four à coke, le gaz à l'eau et le gaz de haut-fourneau, et des mélanges de deux ou plusieurs de ces gaz ou mélanges de gaz. Le choix du gaz particu-. lier utilise durant le cycle de fusion dépendra du métal ou de l'alliage traité et du procédé d'affinage ultérieur auquel   le-mé-   tal fondu doit être soumis. 



   Le passage d'un gaz à travers l'alésage de l'élec- trode permet également le réglage de la composition de l'atmosphè- re du four à tout stade quelconque du cycle d'opérations, en fai- sant varier la composition du gaz passé à travers l'électrode. Par exemple, dans la production.d'acier, on peut ajouter de l'argon, de l'hélium ou autre gaz exempt d'hydrogène à travers l'électrode durant les phases finales, afin de réduire la souillure du produit par l'hydrogène. 



   Si on le désire, on peut employer plus d'une élec- trode tubulaire et on peut employer une ou plusieurs électrodes creuses en combinaison avec une ou plusieurs électrodes pleines habituelles. 



   Une forme de réalisation de l'appareil destiné à être utilisé dans le procédé de la présente invention est montrée en coupe schématique au dessin annexé. 



   En se référant au dessin, l'appareil comprend un four électrique courant 10 à travers la voûte duquel passent des électrodes de charbon de forme tubulaire. On a représenté deux de ces électrodes, 11 et 12 au dessin. Les alésages des   él'ectrodes   
11 et 12 sont connectés par leurs extrémités extérieures à une 

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 source de gaz (non représentée) respectivement grâce à des tubes 13 et 14. Les électrodes 11 et 12 sont connectées à une source con- venable de puissance respectivement par des conducteurs 15 et 16. 



   En fonctionnement, des arcs sont d'abord établis entre les electrodes 11 et 12 et la charge de déchets dans le four 10. Un courant de gaz est alors alimenté par les tubes 13 et 14 aux électrodes 11 et 12 et, par celles-ci, aux arcs. Le passage du gaz est poursuivi jusqu'à ce que tous-les déchets soient fondus et que le bain fondu soit amené à la température de traitement re- quise. Comme mentionné ci-avant., du gaz peut être envoyé à travers les électrodes durant les phases subséquentes del'affinage du mé- tal, afin de produire une atmosphère de four d'une composition dé- sirée. 



   Afin d'illustrer les avantages du procédé de la pré- sente invention, deux expériences ont été effectuées dans le four électrique montré au dessin. Dans la première expérience, aucun gaz n'était envoyé à travers les électrodes. Le four était chargé de 100 livres de déchets d'acier et était mis'en fonctionnement à 600 ampères et à 100 volts. Le bain était fondu totalement et ame- né à une température de'1550  C en 40 minutes. Le oain était ensui- te affiné de la manière habituelle, en utilisant une injection nabituelle d'oxygène. sur le cycle,total des opérations, la consom- mation ou usure totale de l'électrode était de 1 livre. 



   Dans la seconde expérience, le même four était cnargé de 100 livres de déchets d'acier et à nouveau mis en fonc- tionnement à 600 ampères et à 100 volts. Un mélange d'azote et d'hydrogène contenant 50%   en   volumes d'hydrogène était passé à un taux de 2 pieds cubes par minute durant la fusion. Le bain etait fondu totalement et amené à une température .de 1550  C en 
30 minutes. La masse fondue était ensuite affinée comme ci-avant, tout hydrogène absorbé .par la masse fondue étant enlevé par la décarburation. L'usure totale de l'électrode etait de 1/2 livre. 

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   On verra qu'en utilisant le procédé de la présente invention, on obtient une reduction de 25 % de la période de temps nécessaire pour élever la tenpérature du bain jusqu'à 1550  C et une réduction de 50% de l'usure totale de l'électrode. 
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1. Un procédé pour le traitement du métal, dans la production et l'affinage des métaux et des alliages de métaux, comprenant l'établissement   d'un   arc entre le métal et une électro- de tubulaire de charbon ou matière similaire de   relativement'fai-   ble taux ou vitesse   d'usure,et   le passage d'un gaz inerte ou ré- ducteur à travers l'alésage de l'électrode vers l'arc.

Claims (1)

1. 2 Procédé suivant la revendication 1, dans lequel le gaz ci-avant est l'argon, l'hélium, l'azote, l'hydrogène, l'oxy- de de carbone, le gaz de houille, le gaz naturel, le gaz de gazo- gène, le gaz à l'eau, le gaz de four de coke, le gaz de haut-four- neau, ou un mélange ae deux ou plusieurs de ces gaz ou mélanges de gaz.

   3 Procédx suivant la revendication 2 dans lequel le gaz ci-avant est un mélange d'azote et d'hydrogène contenant 50% en volumes d'hydrogène.

   4. Un procédé pour le traitement du métal, dans la production et l'affinage des métaux et des alliages de métaux, tel que décrit ci-avant avec référence au dessin annexé.