BE567336A

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Info

Publication number: BE567336A
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Description


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   La présente invention est relative à un appareil pour réactions à haute température, comprenant une enceinte fermée chauffée exté-   rieurement.   



   Beaucoup de réactions exothermiques, qui sont spontanées à      partir du moment où une température suffisante est atteinte, sont- très violentes et très rapides, de sorte que la température s'élève fortement et cela'rend difficile l'obtention et le maintien de l'étanchéité de l'enceinte et surtout de son couvercle d'obtu- 

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 ration. En outre, si la réaction est destinée à la production   d'un   métal à point de fusion élevé, par exemple l'uranium, le      zirconium,   etc.,on   obtient difficilement le métal sous forme de lingot, car il faut que toute la charge soit portée à la tempéra-* ture voulue.

   Par conséquent, d'une part, la forte élévation de température du couvercle d'obturation est nuisible, alors que, d'autre part, le refroidissement de la charge sous l'influence du couvercle est également nuisible. 



   La présente invention a pour but de remédier à ces inconvé- nients. 



   A cet effet, l'appareil selon l'invention comprend un moyen de chauffage intérieur disposé au-dessus de la charge, la longueur de l'enceinte étant suffisante pour que, entre ce moyen de chauf- .gage et un couvercle d'obturation de l'enceinte, il existe une distance assez grahde pour que la température au voisinage du couvercle d'obturation soit très inférieure à celle de la charge-. 



   Dans une forme de réalisation avantageuse, le couvercle d'ob- turation est associé à des moyens de refroidissement. 



   Grâce aux dispositions énoncées, le gradient de température est faible dans la charge, mais prend une valeur très importante dans la zone comprise'entre la partie supérieure de la charge et le couvercle d'obturation. 



   D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui représentent, à titre d'exemple non-limitatif une forme de réalisa- tion particulière d'un appareil conforme à l'invention. 



   La figure 1 est une vue en élévation et en coupe d'un appareil pour réactions à haute température, conçu spécialement pour   l'élabo   ration de lingots de zirconium ou d'alliages de zirconium obtenus par calciothermie à partir du tétrafluorure de zirconium.   @   
La figure 2 est une vue en coupe, à échelle agrandie, du cou- vercle d'obturation de l'appareil de la figure 1. 

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   La figure   3'\est   une vue en plan du couvercle d'obturation de   @   la figure 2.   @   
L'appareil représenté comprend une enceinte cylindrique 1, faite en acier inoxydable et qui peut être considérée comme étant formée de deux parties. La partie inférieure 4 est   le'réservoir   de la charge. Ses parois sont préservées par un revêtement réfractai- re 18 obtenu en damant du fluorure de calcium en poudre, à tempéra-. ture ambiante et à l'air libre, puis en le frittant par chauffage sous vide jusqu'à une température intérieure d'environ 8600 C.

   Le revêtement s'étend jusqu'un peu au delà de la hauteur maximum pré- vue pour la charge, sur laquelle est posé un .couvercle de recouvre- ment 3 en fer étamé, destiné à séparer la change du reste de l'en- ceinte   et,on     fondant,à   apporter au moins une partie du fer et de l'étain nécessaires à la formation de l'alliage, lorsque l'appareil sert à l'élaboration d'alliages du type   "Zircaloy";   dans d'autres cas, le couvercle 3 est fait en une matière réfractaire,telle que la fluorine par exemple. Le   couvercle   3 a une forme telle que le revêtement réfractaire l'entoure, à la manière d'un manchonn, sur.    une certaine longueur ; assure ainsi une séparation convenable.   entre la partie inférieure 4 de l'enceinte 1 et la partie supérieu- re 2.

   Celle-ci contient du   fluormre   de calcium en poudre, servant d'isolant thermique;'la partie 2 a une longueur relativement impor- tante, afin de permettre une chute de température suffisante entre le niveau du couvercle 3 et celui de l'extrémité supérieure de la   partie 2 ; cettedernière.est scellée par un couvercle d'obturation   6. 



   L'enceinte 1 est placée dans un four à mouffle 19, indiqué en pointillés et permettant de porter la charge à une température suffisante pour la réaction prévue; en outre, pour compenser les pertes calorifiques à la partie supérieure de la charge, on dispose 

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 sur le couvercle 3 une résistance de chauffage 5 formée par un con- ducteur en kanthal et prévue pour dissiper au moins 500 watts. 



   La couvercle d'obturation 6 est fait en cuivre rouge et possède neuf dispositifs de traversée ; huit de   ceux-ci,désignés   par   7,ser-   vent au passage de fils de couples thermoélactriques pénétrant dans la partie inférieure   4   de l'enceinte 1. Le neuvième dispositif, désigné par 20 (figure 3), sert au passage du conducteur amenant le courant à la résistance de chauffage 5, l'autre borne de cette résistance etant raccordée à la masse. Un seul des dispositifs 
7 et 20 est indiqué complètement aux figures 1 à 3. 



   Chaque dispositif 7 ou 20 est formé par une douille métallique   8,   dans laquelle est disposé un bouchon en caoutchouc 9 perforé axialement et Maintenu entre deux rondelles isolantes 10, de façon à éviter que le bouchon 9, en se déformant, lorsqu'il est comprimé, pénètre dans les trous, tels que 19,ménagés dans le couvercle 6, pour le passade des fils des couples thermoélectriques ou du   conduc-.   teur d'alimentation de la résistance 5. 



   Chaque dispositif   7.ou   20 est à compléter en vissant dans la bouille 8 un boulon 11, dans lequel est introduite une buselure 
12 en matière isolante, en fibre par exemple, cette buselure ayant un diamètre extérieur un peu plus petit que le diamètre intérieur du boulon 11. La buselure 12 est également perforée axialement pour le passage des fils des couples thermoélectriques ou du conducteur d'alimentation de la résistance 5. 



   Une tubulure de raccordement 13   montée   sur le couvercle d'obtu-- ration 6 permet de faire le vide dans l'enceinte 1, puis de mettre éventuellement celle-ci en atmosphère inerte, en introduisant de   l'argon,   par exemple. 



   Afin d'éviter un échauffement important du couvercle 6, donc de faciliter l'obtention et le maintien de l'étanchéité, et de gar- der les fils des couples thermoélectriques au voisinage de la tempe' 

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 rature ambiante, le couvercle 6 est muni d'un serpentin de refroi- dissement formé d'un conduit 14 en cuivre rouge qui est brasé sur le couvercle et qui, dans ses sinuosités, contourne les dispositifs 7. Un liquide de refroidissement circule dans le conduit   14.   



   Une bride 15 est soudée la partie supérieure de l'enceinte 1 elle comprend une portion annulaire creuse 16, raccordée en deux endroits diamétralement opposés, à un circuit de liquide de   refroi   dissement. 



   L'étanchéité est assurée par un joint en caoutchouc 17 disposé, entre le couvercle 6 et la bride 15, dans une gorge ménagée dans cette bride. Grâce aux dispositions prises pour le refroidissement de la bride 15 et du couvercle 6, l'emploi d'unjoint en caoutchouc s'avère tout à fait satisfaisant, alors que des températures de l'ordre de 2.000  C et plus peuvent être atteintes au cours de la réaction au sein de la charge. 



   Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. 



   REVENDICATIONS. 



   1. Appareil pour réactions à haute température, c.omprenant une enceinte fermée chauffée extérieurement, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de chauffage intérieur disposé au-dessus de la charge, la longueur de l'enceinte étant suffisante pour que, entre ce moyen de chauffage et un couvercle d'obturation de l'enceinte, il existe une distance assez grande pour que la température au voi- sinage du couvercle d'obturation soit très inférieure à celle de la charge.

Claims

2. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un couvercle de recouvrement, destiné à recouvrir <Desc/Clms Page number 6> la charge à l'intériear de l'appareil et sur lequel est disposé le moyen de chauffage précité, qui est une résistance électrique.

3. Appareil selon l'une ou l'autre des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que le couvercle d'obturation est associé à des moyens de refroidissement.

4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un circuit tubulaire métallique, dans lequel circule un liquide de re- froidissement, est réuni intimement, par exemple par soudure ou bra- sage, au couvercle dtobturation qui est également métallique.

5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que le couvercle d'obturation est associé à une bride prévue à la partie supérieure de l'appareil et comprenant une portion annulaire creuse pour la circulation d'un liquide de refroidissement.

6. Appareil selon la revendication précédente, caractérisé en ce/qu'il est prévu un joint en caoutchouc entre la bride et le cou- vercle d'obturation, ce joint étant de préférence disposé dans une forgé de la bride.

7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que, pour le passage des fils de couples thermoélectriques, le couvercle d'obturation comprend des traversées formées par des douilles métalliques dans lesquelles sont disposés des bouchons en caoutchouc perforés axialement et de préférence maintenus entre des rondelles isolantes.

8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que, pour le passage d'un conducteur d'alimenta- tion de la résistance de chauffage, le couvercle d'obturation com- prend une traversée formée par une douille métallique dans laquelle est disposé un bouchon en caoutchouc perforé axialement et de préfé- renée maintenu entre des rondelles isolantes. <Desc/Clms Page number 7>

9. Appareil pour réactions à haute température, tel que décrit ci-dessus ou remprésentéaux dessins annexés.