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" Perfectionnements relatif a à des dispositifs de mélange".
La présente invention a pour objet des procèdes et un appareil pour disperser au moins une première matière dans une masse mobile d'une seconde. Lorsque, dans la description ci-après. on emploie l'expression "première matière", on entend un groupe de premières matières, tandis que le terme "mobile" signifie un écoulement pratiquement libre spontané, Par exemple, oette proprié té est inhérente aux liquides,aux pâtes et aux boues mâle, dans ce cas, il y a une condition supplémentaire en oe Boue que, lors- qu'elle est placée dans un récipient, la masse "mobile" doit avoir , tendance à glisser par rapport aux parois latérales du réoipient
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Par exemple ce dernier est mis en rotation sur un axe.
En d'autres termes, il convient de régler la rotation relative antre le récipient et la masse mobile. Ion matières gazeuses ne ren- trent pas dans la notion de la seconde matière, bien qu'elles soient reprises dans oelui de la première* De plus, le terme "chicane" désigne un moyen de la nature d'un obstacle situé dans 'le parcours de la masse mobile et ayant tendance à faire dévier la matière de son trajet normale produisant ainsi les vagues requises.
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L'expression "équilibre dynamique" est utilisée pour indiquer un état, dans lequel le récipient de mélange décrit dans la spécification et les revendications ci-après est mis en équilibre sur son axe de rotation, de faon qu'il n'y ait aucune force nette ayant tendance à pousser radialement le réoipient à l'écart de son axe de rotation.
Un objet de'la présente invention est de prévoir un procédé en vue de mettre intimement le métal fondu en contact avec de l'oxygène ou un autre gaz d'oxydation approprié qui, ain si qu'on l'estime suivant la présente invention, aura des avan- tagea utiles en métallurgie. Un autre objet de la présente in- vention est de prévoir un appareil en vue d'effectuer ce procéda Ainsi qu'on le constatera d'après la description suivante, l'in- vention pourra évidemment être appliquée dans des domaines au- que la métallurgie.
Suivant la présente invention, un procédé de disparaît d'une première matière dans une masse mobile d'une seconde com- prend les étapes qui consistent à enfermer la masse dans un réc pient de mélange, prévoir des moyens à chicanes sur ou vers les ,parois périphériques du récipient, en les fixant à ces dernière* de façon à produire, dans la masses des vagues opposées dirigée! vers l'intérieur lors de la rotation relative de la masse et du récipient sur un axe de rotation placé sous un certain angle pa@
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rapport à l'horizontal puis provoquer une rotation relative sur l'axe, de façon que les vagues formées-viennent se rejoindre en ,
un remuement de mélange au moins sur la zone superficielle de la masse, dispersant ainsi la première matière dans la masse.
De préférence, les moyens à ohioanes produisent des values dirigées pratiquement radialement vers l'intérieur.
De plus, suivant la présente invention, la rotation relative requise est produite par la rotation du récipient sur l'axe, le récipient étant placé sur oe dernier dans un état d'é- quilibre pratiquement dynamique.' De même, suivant la présente invention, les vagues opposées produites lors de la rotation relative du réoipient et de la masse sont mises dans un état de résonance, de façon à former, au ou vers le centre de la surface de la massa, une seu- le vague d'une importante amplitude par rapport à celle des dit.. férentes vagues séparées.
De plus, suivant la présente invention, le récipient de mélange comporte une base formée de façon à produire des oou- ; rants périphériques asoendants dans la masse, transversalement par rapport à la ligne de mouvement des vagues formées lors de @ la rotation relative du récipient et de la masse.
Les courante ascendants peuvent être créés par des contre-vagues produites dans la masse en direction de la base du .récipient par des moyens à chicanes espacés sur la base, tout on définissant des surfaces de déviation dirigées vers le haut.
L'invention prévoit également un appareil pouvant être utilisé pour effectuer le procédé décrit ci-dessus, cet appareil comprenant un récipient de mélange placé sur un axe de rotation sous un certain angle par rapport à l'horizontaleet, sur ou vers les parois périphériques du réoipient, des moyens à chicanes qui, lorsque le réoipient et une masse de matière mobile enfermée dans ce dernier sont mis dans un état de rotation relative sur l'axe,
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produisent, dans la masse, des ondes opposées dirigées radiale- ment vers l'intérieur, afin de oréer un remuement de mélange au moine'sur, le zone superficielle de la masse.
De préférence,le récipient est monté en vue de tourner sur l'axe, tout en étant placé sur ce dernier dans un état d'équilibre pratiquement dyna- mique. -, Dans les exemples préférés de l'appareil, la zone de , base est formée de façon à produire, dans la masse, des oourants périphériques ascendants, transversalement par rapport à la li- gne de mouvement des vagues, lorsque le réoipient et la masse sont mis dans un état de rotation relative. la base peut oompor- ter des moyens supplémentaires à chicanes, espacés sur la base et définissant des surfaces de déviation dirigées vers le haut.
De plus, suivant la présente invention, les parois pé- riphériques du réoipient sont disposées pratiquement axialement par rapport à l'axe de rotation et elles définissent, ensemble, au moins deux surfaces planes pratiquement symétriques formant les moyens à chicanes, oes surfaces planes étant flanquées de sec- tions de parois courbées allant dans les plats.
Dans oertains exemples, le récipient est caractérisé par une base inclinée vers lehaut, au moins dans les zones péri- phériques oette base venant se confondre dans les surfaces plane. disposées axialement.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans un berceau basculant sur un axe horizontal, en vue de déverser le oontenu du récipient.
Une ouverture de chargement est, de préférence, prévue . au sommet du récipient, coaxialement par rapport à l'axe de rota ; t'ion, 1' ouverture de chargement servant également à placer une lance à oxygène dans le réoipient.
Afin d'illustrer la présente invention, on déorira oi- 'après un exemple en se référant aux dessins en annexe, dans les-
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quels : la figure 1 est une vue générale en perspective de l'ap- pareil de la présente invention, certaines pièces étant détachées; la figure 2 eat une autre vue en perspective de l'appa- reil, certaines pièces étant également détachées ; la figure 3 cet une vue en plan de l'appareil; bzz la figure 4 cet une élévation en coupe de l'appareil, sur une ligne passant par le centre du récipient de mélange; la figure 5 est une vue en perspective du récipient de mélange utilisé dans l'appareil;
la figure 6 est une vue en plan du récipient de mélange sur la ligne VI-VI de la figure 5; la fièvre 7 est une élévation en coupe du type de lance à oxygène utilisé; la fleurs 6 est une coupe sur la liens VIII-VIII de la fi&ure 7; la figure 9 est une coupe du récipient de mélange, dans lequel est placée une lance à oxygène, tout en montrant le type de remuement de matière produit dans le récipient et la figure 10 est une vue analogue à celle de la figure 9. cette vue supplémentaire étant utilisée afin d'illustrer le prooédé suivant lequel on ootient la dispersion d'oxygène dans la masse de métal en fusion.
Dans l'exemple envisagé, le métal en fusion est mis en oontaot intime avec de l'oxygène fourni par une lance.
En se référant 4 la figure 1,1'appareil comprend un ré- oipient de mélasse 11 basculant sur un axe horizontal, des suppor de paliers 12 à partir de récipient,des moyens 13 en vue de fair basculer le récipient sur son axe horizontal de basculement,des . moyens 14 en vue de faire tourner le récipient sur un axe,dans - le sens des flèches 15 une fosse 16 suffisamment profonde pour pe mettre au récipient d'être retourné en vue ae vider son contenu,
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un carneau Il destin 6 t l'évacuation des gaz t9rmde . l'intérieur .du récipient, de même qu'une lance à oxygène 18
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/,¯,#,< la figure 2 représente le réoipient de mélange à l'état retourne, en vue de déverser son contenu dans une cuvette 19 si-
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tuée au fond de la roues 16.
Dans cette figure, les paliers bzz aont ouverte, de fa;on à montrer les moyeux 20 du type à tambour, fixée à un berceau 21 supportant le réoipient. Les moyeux tour-
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nient dans les ouvertures cylindriques de paliers définies entre les sections 22 et 2, des supports de paliers 12ï de môme, le - récipient est retenu dans le beroeau,2,, en vue d'effectuer un mouvement re rotation dans le sens des fléchée us comme repré- sente à la figure 1.
Le berceau 21 définit une ossature,dans laquelle est : situé le réoipient. Ce dernier est mis en rotation par l'arbre
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2 qui s'y engage par des systèmes appropriée à engrenages 36.
, il et 26. Plarbre 2 passe au centre du moyeu à tambour de droite 20 et, par un raooord 29. il est relié au moyen de mise en rota- tion 14. La figure 4 est une coupe montrant clairement le système de montage du récipient dans le berceau 21, ce récipient oompor-
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tant, à sa base, un engrenages conique li faisant partie du sys- tème à engrenages 26. Le beroeau comporte deux séries de galets
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2Q s'engageant sur des parties de forme correspondante 1l sur les parois latérales du récipient 11. tout en supportant et en rete- nant le récipient d'une manière rotative dans le berceau. Une
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autre série de galets LO sert de support latéral pour le réoipier et la disposition de ces derniers galets est représentée dans la vue en plan de la figure 3.
La forme de l'intérieur du réoipient 11 est particulier Dans l'exemple envisagé, les parois latérales intérieures du réel
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pion! sont disposées symétriquement sur l'axe de rotation, olest. à-dire un axe passant par le centre du récipient, comme indiqué
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par le chiffre de référence 22 à la figure 3* Oes- parois latéral<
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. intérieures comportent deux zones planes directement opposées 33. s'étendant dans le sens axial du récipient, de même que deux zo-
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nea courbes 24 allant dans les plats. En outre, la base 22 du récipient est plane dans sa zone centrale, maie elle comporte deux sections de flanc 26 inclinées vers le haut et venant ce 'confondre dans les plats 22 des parois latérales.
La figure 9, : est une coupe prise dans un plan central parallèle aux plats 33
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y 9% aux sections ou chicanes de flanc 6t tandis que la figure ',;10 est prise dans un plan perpendiculaire aux chicanes planes 22 . et aux chicanes de flanc ,6. , Ainsi qu'on le décrira ci-après, les systèmes à ohioa- nes 22 et 36 ont une importance critique lors de la mise en oeuv ? du procédé et de l'appareil de la présente invention.
Dans l'exemple envisagé, le récipient 11 comporte avan
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'#'i ' t # tageuaement un revêtement en briques réfractairest@tandis.qu'un canal de coulée est prévu dans la zone d'étranglement 38 du réoi
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,..,pient.
Kft . lors du traitement du métal, par exemple dans un prood dé d'élimination du vanadium de la fonte brute en fusion, où le bain de métal en fusion doit être mis en contact intime avec de
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v:f1'oxyg$ne, entre autres, l'ouverture de chargement 22 du réoi- pient est un endroit approprié en vue d'introduire la lance à oxygène 18. Le type de lance employé est, de préférence, celui dans lequel un passage central' d'air 40 est entouré d'une cham- bre 41 destinéeà la circulation d'un fluide de refroidissement, ce dernier pénétrant au point 42 pour refroidir la lance, tout ' en descendant ensuite par un passage extérieur 43. avant d'être dévié vers le haut vers un point d'évacuation dans un passage intérieur 45.
Le récipient fonctionne sous un certain angle par rap- port à l'horizontal; sa position de fonctionnement est représen tée clairement dans les figures 9 et 10. On charge le récipient en déversant une charge de métal en fusion d'une poche de coulé
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46 dansle récipient, par l'ouverture de chargement 39. Lors- qu'on effectue le chargement, le oarneau 17 et la lance 18 sont écartés de l'ouverture de chargement 39.
Lorsque le récipient est chargé d'une masse 47 de métal fondu (désigné dans les revendications ci-après par le terme "deuxième matière"), la lance 18 est mise en place comme repré- sente dans les figures 9 et 10, l'embouchure du carneau venant se placer sur l'ouverture de chargement, en étant cependant lé- gèrement éoartée de celle-ci. L'introduction et le retrait de la lance dans et hors du récipient s'effectuentau moyen d'un système à leviers 48, disposé près de l'appareillage.
En faisant tourner le récipient sur l'axe 32. il se produit une certaine différence entre les vitesses linéaires du ?'- métal fondu et des parois latérales périphériques du récipient, cette différence dépendant notamment de facteurs tels que la vis cosité du métal en fusion, ce qui signifie qu'il y a un mouvemen' circonférentiel relatif entre les parois latérales du récipient ,et le métal fondu sur l'axe 32; de la sorte, les chicanes plates 33 servent de formateurs de vagues dans le bain de métal.
Dans l'exemple envisagé, les vagues formées par les chicanes plates , sont pratiquement opposées face à face et elles sont également dirigées pratiquement radialement vers l'intérieur. loue deux va-! gués ou trains de vagues égaux et opposés formée par les plate ont pour effet de provoquer un remuement au moins sur la zone superficielle du bain de métal dans le récipient et, lorsque le bain de métal n'est pas trop profond, ce remuement peut être assez important. Les figures 9 et 10 montrent le type de remueme que les vagues provoquent lorsqu' elles se réunissent dans la zo- ne centrale de la surface du bain.
Dans l'exemple envisagé et suivant des essais effectuée avec des récipients transparente, il y. a une vitesse de rotation du réoipient à laquelle il se prc duit une résonance et, 4 ce moment, il semble que les vagues ou
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traîne de vagues opposésse rejoignent,, au centre dela surface du bain, en une seule vague d'une forte amplitude comparative- ment aux amplitudes des différentes vagues produites par les chi canes plates 33.
Une vague d'une haute amplitude a pour effet
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d'enfermer, a la crête 52 de la vague, des bulles.. d'oxygène ou
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de gaz oxydant J2 sortant de la lance, cou bulles étant ensuite f- entraînées dans les oreux 51. profondément dans masse fondue* 'les bulles sont ensuite réparties ou dispersées dans la masse et .8s ohioanas de flanc produisent des impulsions chassant les bul les vers le haut dans des courants ascendants, transversalement à la ligne de formation des vagues produites par les chicanes
En vue d'obtenir des conditions idéales pour.le mélan- ;
se de l'oxygène dans le bain, le récipient a une vitesse de rote tion critique dépendant de la forme de l'intérieur du récipient, -du contenu de ce dernier, de la quantité de matière qui y est de versée pour le traitement et, dans de nombreux cas, de l'angle lequel tourne le récipient.
Toutefois, cette vitesse criti@
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ou ue vitesse suffisammant voisine de la vitesse idéale peut 4ti @ déterminée assez rapidement avant d'entamer les opérations à
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-:1'éohelle complète, Par exemple, avant d'introduire la lance dai ...le récipient, on peut effectuer un essai préalable, afin de dé- ; terminer visuellement le type de vagues à former dans le oorps de la masse enfermée dans le bain, tandis que les vitesses peu- ;; vent être réglées, jusqu'à ce qu'on atteigne la vitesse idéale.
Dans l'un ou l'autre cas, la collision de vagues opposées dans masse peut généralement produire un remuement 'assurant la disp
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". sion de l'oxygène ou d'un autre gaz oxydant dans la masse. touts .; fois, la valeur d'une vague de haute amplitude ressort olairemoi .'de la description ci-dessus. ,-"#"' ..V - -
Des essais importants ont été effectués en vue d'extr
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rie du vanadium de la fonte et les rendements ont été extrémemen satisfaisants. On a régulièrement réalisé des extractions allan
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jusqu'à 90%.
Il existe de nombreux autres exemples de réalisation de l'invention chacun d'eux différant l'un de l'autre par dea questions de détails uniquement* C'est ainsi que, dans un autre ,exemple de l'invention, on emploie trois chicanes espacées 33. de faon à former trois trains de values dans le cain, puis les trois vagues se rejoignent pour créer le remuement désir' dans les zones centrales du bain.
évidemment , lorsqu'on dit que la " tière traitée dans le bain a un caractère mobile, on entend par la une matière, dont la propriété est ue pouvoir glisser par rapport aux parois latérales du bain* En d'autres termes, il est nécessaire de maintenir un mouvement relatif entre la masse et les parois du récipient, si les chicanes doivent produire , les values requises dabe la masse.. '
Suivant un autre exemple encore, le récipient de mêlai ge est maintenu- fixe, tandis que la masse mobile à l'intérieur du réoipient est mise dans un état de rotation, afin de réalise la rotation relative requise pour former les values.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de dispersion d'une première matière dans une masse mobile d'une deuxième, caractérisé en ce qu'il com- prend les étapes qui consistent à enfermer la masse dans un ré , oipient de mélange, prévoir des moyens à chicanes sur ou vers les parois périphériques du récipient, en les fixant à ces der nières, de façon à produire, dans la masse, des values opposées dirigées vers l'intérieur lors de la rotation relative de la masse et du réoipient sur un axe de rotation placé sous un car- tain angle par rapport à l'horizontal puis provoquer une rota- tion relative sur l'axe, de façon que les vagues formées viennt se rejoindre en un remuement de mélange au moins sur la zone s@ perfioielle de la masse,
dispersant ainsi la première matière dans la masse.
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2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ' ce que les moyens à chicanes produisent dee values dirigées pra- tiquement radialement vers l'intérieur.
3.- Procédé suivant, la revendication 1 ou 2, caractérisa re@uise en oe que la rotation relative /est produite par la mise en rota- tion du. récipient sur l'axe, le récipient étant placé sur oe dernier pratiquement dans un état d'équilibre.dynamique.
4.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en oe que les vagues opposées produi- tes lors de la rotation relative du récipient et de la masse sont mises dans un état de résonance, de façon à forcer, au ou , vers le centre de la surface de la masse, une seule vague d'une forte amplitude comparativement à celle des différentes vagues formées.
5.- Prooédé suivant l'une ou l'autre des revendication! précédentes, caractérisé en oe que le récipient de mélange com- porte une base formée de façon à produire, dans la masse, des courants périphériques ascendants, transversalement à la ligne de mouvement des vagues produites lors de la rotation relative du récipient et de la masse.
6.- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé e@ oe que les courants ascendants proviennent de oontre-vagues produites dans la masse vers la oase du récipient par des moyer supplémentaires à, chicanes, espacés sur la base et définissant des surfaces de déviation dirigées vers la haut,
7.- Prooédé suivant l'une ou l'autre des revendioatioi précédentes, caractérisé en ce que la rotation relative se pro- duit avec l'axe disposé de façon à donner, à la surface de la masse, une forme pratiquement elliptique.
8. - Appareil pouvant être utilisé pour effectuer le procédé suivant .L'une ou l'autre des revendications préoédent
Caractérisé en oe qu'il comprend un récipient de mélange placé
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sur un axe de rotation sous un certain angle par rapport à l'ho- rizontale et,sur ou vers les parois périphériques du récipient, des moyens à chicanes qui, lorsque le récipient et une masse de matière mobile enfermée dans oe dernier sont mis dans un état de rotation relative sur l'axe, produisant, dans la masse, des vagues opposées dirigées vers l'intérieur, oréant ainsi un remue- ment de mélange au moins sur la surface de la masse.
9.- Appareil suivant la revendication 8, caractérise en ce que le récipient est monté pour tourner sur l'axe, le ré- oipient étant placé sur oe dernier dans un état d'équilibre pra- tiquement dynamique.
10.- Appareil suivant la revendication 8 ou,. 9, oarao- térisé en oe qu'il comprend un récipient de mélange comportant une zone de base formée de façon à produire, dans la masse, des ; courants périphériques ascendants, transversalement à la ligne de mouvement des vagues, lorsque le réoipient et la masse sont mis dans un état de rotation relative.
11.- appareil suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la base du récipient comporte des moyens supplémentai- res à chicanes espaoés sur la base et définissant des surfaces de déviation dirigées vers le haut.
12.- Appareil suivant les revendications 6 à 11, ca- ractérisé iL!. ce qu'il comprend des parois périphériques de réci- pient, disposées pratiquement axialement par rapport à l'axe de rotation et qui, ensemble, définissent au moins deux surfaces planes pratiquement symétriques formant les moyens à chicanée, ces surfaces planes étant flanquées de sections courbes allant dans les plats.
13. - Appareil suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens à chicanes sont formés par deux surfaces planes diamétralement opposées, définies par les parois périphé- riques du réoipient.
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14.- Appareil suivant la revendication 13 ou 12,ca- raotérisé en oe que le récipient comporte une base inclinée vert le haut, au moins dans les zones périphériques, pour venir se confondre datte les aurfaoea planes disposée axialement.
15.- Appareil suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 8 à 14, caractérisé en oe que le récipient est suspendu dans un berceau oaaoulant sur un axe horizontalede façon à dé- charger le contenu du récipient.
16.- Appareil suivant l'une ou l'autre des revendioa- tions 8 à 15, oaraotérisé en ce que le récipient comprend une ouverture de chargement ooaxiale avec l'axe de rotation, cette ouverture de chargement permettant également de placer une lans à oxygène dans le récipient.
17.- Appareil suivant la revendication 16,caractéris en ce que les parois périphériques du récipient sont inclinées vers l'ouverture de chargement, définissant ainsi un étranglera* empêchant la matière enfermée de s'échapper.
18.- Appareil suivant l'une ou l'autre des revendioa tions 8 à 16,caractérisé en ce qu'il comprend au moins un pas sage à travers les parois du récipient, afin de permettre à la matière contenue dans ce dernier de s'écouler.
19. - Procédé de dispersion d'oxygène ou d'un gaz oxy dant dans une masse de métal en fusion, en substance comme dé- orit ci-dessus en se référant aux dessins en annexe.
20.- Appareil pour la dispersion d'oxygène ou d'un oxydant dans une masse fondue de métal, en substance comme déc ci-dessus, en@se référant aux dessins en annexe.
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