<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et appareil de dégazage continu de métaux tondus;
L'invention se rapporte en général à un procède d'extraction des gaz de métaux tondus, plus spécialement de l'acier, par passage d'un tel métal dans une enceinte sous vide. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un appareillage forçant le métal au travers d'une chambre nous vide par induction magnétique.
Les concepts de base se rapportant à l'expul- sion ou l'extraction de gaz indésirables de métaux, en soumettant un métal fondu à l'influence d'un vide sont
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
nOx4t'l'O depuis un certain temps. L'une des méthodes les plus nouvelles de def;axaio d'un métal d'une telle façon a (H:'naistô a créer un écoulement continu recyclé de métal fondu à partir du réceptacle qui le contient au travers d'une ouamorc à vide située au-dessus du réoeptaole.. avec retour tt ce dernier par aménagement d'wie différence baro- n;dti%Jqiie do niveaux qui permet au radial e f éaoule.rzt dans la ohrunbre , vide d'y \a.. maintenu à un niveau différent de celui du métal sortant de ladite chambre.
Par le passe, cotte différence barométrique de niveaux a été obtenue en introduisant un gaz ou une vapeur approprié dans le métal fondu pendant son transport dans la chambre sous vide
EMI2.2
de ddgazaget
Le procédé ai-dessus mentionné est mis en route et poursuivi par injection de gaz d'une densité moindre que colle du métal dans ce dernier, alors qu'il s'écoule de façon ascendant dans la chambre à vide. Comme ce gaz est normalement insoluble dans le métal, les bulles de gaz ce
EMI2.3
formant à l'intérieur du métal fondu ont une taille crois- sante alors qu'elles s'élèvent vers la chambre à vide et dans cette dernière.
Le mélange résultant de gaz et de métal fondu a une densité moindre que le métal fondu se trou- vant dans le conduit de retour et il atteint de ce fait un niveau plus élevé que celui du métal fondu dans le conduit de retour. Les bulles de gaz sont normalement évacuées
EMI2.4
dans la chambre & ride en même temps que les gas Indésirables primitivement contenus dans le métal.
Cependant, le temps
EMI2.5
initial de démarrage d'un. aysteae de ce type est long et 1. taux de circulation Maximal du métal est déterminé par le nombre maximal de bulles qui peuvent être raisonnablement mélangées avec le métal fondu,
<Desc/Clms Page number 3>
Au surplusle gaz utilisa pour abaisser la densité du métal fondu dans le conduit d'amenée est habi- tuellement un gaz inerte. Le gaz incrte le plus usité est l'argon, l'un des gaz nobles. Le août de l'argon est considérable et une alimentation constante doit Être exécutée pendant le processus de dégazage. En outre, l'ajutage uti- lisa dana le conduit d'amende est extrêmement coûteux et d'un entretien délicat.
Les bulles qui montent dans le métal fondu sont stratifiées de façon sélective si ledit conduit se courbe, en créant de ce fait des poches de métal plus lourd. Ainsi, une chambre d'évacuation est nécessaire pour enlever ce gaz moteur, à frais supplémentaires.
L'invention a pour but général, de façon à remédier notamment aux inconvénients précités de la technique antérieure, de créer un système amélioré de dégazage sous vide de Métal fondu.
Un autre objet de cette invention est do oréer un système amélioré de dégazage de métal fondu utilisant un pompage magnétique.
Un autre objet de la présente invention est de créer un procédé d'expulsion continue de gaz indésirables de métaux fondus par conduite du métal en continu dans et hors d'une chambra de dégazage sous vide par une action de pompage magnétique,
Un autre but de la présente invention est de oréer un. appareillage simple et économique pour la misa on oeuvre d'un tel procédé et dans lequel le pompage magnétique est effectué sans surchauffe du métal fondu.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendra comment l'invention est Mise en pratiqua tout en faisant ressortir d'autres particularités avantageuses .
<Desc/Clms Page number 4>
La tige 1 montre de face et en coupe une chambre do dégazage sous vide à pompage Magnétique conforme à l'in- vention telle qu'appliquée à une poche de transport d'un métal fondu,
La tige 2 montre de façon partielle, de face et en coupe, une forme d'exécution préférée de l'invention dans laquelle une chambre de dégazage sous vide à pompage magné- tique fait partie d'un four électrique à arc.
Comme on le voit sur la fig. 1, le système de dégazage sous vide & pompage magnétique est en général désigne par la référence 10. Ce système de dégazage sous vide 10 comprend une poche 12 de transport d'un métal fondu, poche pourvue de tourillons 14 et 16 destinés à assurer le transport et le versais*
La poche 12 est munie d'un revêtement réfractaire de manière à pouvoir supporter la ohaleur d'une charge 18 de métal fondu.
La charge de métal 18 dans la poche 12 est recouverte par une couche 20 de laitier, La couche 20 do laitier forme une protection vis-à-vis de l'oxydation, apporte dos composés actifs du point de vue métallurgique et renferme certaines impuretés qui se sont élevées à la partie supérieure du métal fondu,
Des conduits 22 et 24 s'étendent au travers de la couche de laitier 20 et plongent dans la charge 18 de métal fondu. Les conduits 22 et 24 sont de préférence fabriquée, pour leur couche externe, à l'aide d'un acier inoxydable, avec un garnissage réfractaire, L'acier inoxydable utilisé pour la couche externe doit être non magnétique et peut être un acier Inoxydable de la série AISI 300.
Selon une variante, la couche externe peut être faite au moyen de fibrea do verra résistant à la chaleur telle que la matière connue sous le nom de "Spiralloy". Le conduit 22 est le
<Desc/Clms Page number 5>
conduit d'élévation et son extrémité d'évacuation 30 est reliée d'une façon rigide à la chambre de dégazage sous vide 26 sous un déflecteur 28. Le déflecteur 28 est relié à une paroi latérale de la chambre 26, de manibre à empêcher' un éclaboussage vers le haut du métal fondu pendant qu'il s'élève dans le conduit 22.
Le conduit 24 forme le conduit de retour et a son extrémité ouverte 32 à un niveau inférieur à celui de l'extrémité ouverte 30 du conduit d'élévation solidaire du fond de la chambre de dégazage 26 sous vide. Une pompe à vide 34 est reliée par un conduit 36 à l'espace intérieur 46 de la chambre 26 de dégazage nous vide,
Une trémie d'alimentation additionnelle de substances d'alliage 38 est disposée au-dessus de la chambre à vide 26 et est reliée par un obturateur 40 d'alimentation au sommet de la chambre 4 vide 26. La substance d'alliage peut ainsi être introduite directement dans la poche par plongée au travers de la couverture de laitier.
Deux bobinages d'induction 42 et 44 sont disposés autour du conduit 22 d'élévation et du conduit 24 de retour respectivement. Les bobines 42 et 44 sont reliées à des bornes 43 d'une source (non représentée) de courant alternatif à basse fréquence. Les bobines 42 et 44 sont adaptées à une alimentation en courant alternatif d'une fréquence inférieure à 15 cycles par seconde.
Le fonctionnement du système de dégazage sous vida à pompage magnétique de la fig, 1 est le suivant ! la poche 12 est remplie avec la charge de métal fondu 18 à partir d'un four d'élaboration d'acier. Elle est alors amenée par un appareil de levage à un emplacement auquel l'appareil- luge de dégazage peut être abaissé dans la charge de métal
<Desc/Clms Page number 6>
fondu 18.
L'appareillage de dégazage comporte la oh ambre de dégazage sous vide 26, l'appareil monté sur cette chambre, le conduit d'élévation 22 et le conduit de retour 24, La pompe 34 à vide est alors mise en action pour vider la chambre 26 et l'atmosphère dans les conduits 22 et 24. Dans une forme d'exécution pratique de la présente invention, le vide susceptible d'être obtenu dans la chambre 26 est inférieur à 50 mm de mercure. Sous l'action de ce vide, le métal fondu 18 monte dans les conduits 22 et 24. Dans cette forme d'exécution pratique oi-dessus mentionnée., la montée du métal atteint à peu près 1,448 m en raison du vide dans cette chambre.
Dans ces conditions, il n'y a pas d'écoulement du métal de l'un des conduits à l'autre puisqu'ils sont au même niveau barométrique. Les bobinages 42 et 44 sont alors excités par les bornes 43 avec une puissance sensiblement égale à 175 kw et avec un courant alternatif dont la fréquence peut être se@siulement comprise entre 0,9 et 15 aboies par seconde. A cette buse fréquence, un flux est induit dans le tube d'élévation dans la direction qui part du bain 18 do mutai fondu vers la cnambre à vide 26. Le flux, dans le métal fondu du conduit de retour 24, induit par le bobinage
44 a une direction qui part de la chambre à vide 26 vers le bain 13. Le métal tond. dans les conduits 22 et 24 tend à s'écouler dans la direction du flux induite dans le métal fondu, par les bobines.
Puisque les conduits eux-Mêmes sont constitués d'une matière non magnétique le flux est concentra sensiblement eu totalité dans le métal fondu que contiennent lesdits conduits. Il est possible, dans la forme d'exécution pratique ci-dessus mentionnée, d'élever le niveau du métal fondu dans le conduit d'élévation de plus d'un décimètre et d'abaisser d'a:
tant le niveau du métal
<Desc/Clms Page number 7>
fondu dans le conduit de rêveur. Ainsi on dispose d'une différence de deux décimètres environ entre les pressions barométriques du métal fondu dans le conduit d'élévation 22 et dans le conduit de retour 24, Le niveau résultant du métal fondu dans le conduit d'élévation 22 submerge l'extré- mité de sortie 30 du conduit 22 et le métal fondu est amené à la chambre 46 dans laquelle il coule, sous l'effet de la gravité en retour dans le conduit de retour 24,
Ainsi, un système complet de circulation a été mis en route pour le métal fondu depuis le conduit d'éléva- tion 22 dans la chambre 46 vidée et en retour, par le conduit de retour 24,
au bain de métal 18. Par application continue de la puissance électrique aux bobinages 42 et 44, le système de circulation peut être entretenu. En utilisant une source de courant alternatif à extrêmement basse fréquence pour alimenter les bobines 42 et 44, très peu de ohaleur est développée"dans le métal fondu lorsque la courant passe dans les bobines 42 et 44. Ainsi, une surchauffe de métal fondu est empêchée,
Lorsque le mdtal fondu passe sur le fond de la chambre 46, il est dégazé par le vide qui y règne sous l'action de la pompa 34.
Après que le métal a été effecti- vement dégazé, la matire d'alliage, à partir de la trémie 38, est amenée au moyen de l'obturateur 40 dans le métal fondu, de manière à former l'acier allié souhaité.
On doit comprendre que la chambre 26 de dégazage sous vide est de préférence préchauffée avant d'être utilisée de cette façon, de sorte qu'il n'y a qu'une petite différence entre la température dans la chambra de dégazage sous vide et la température du métal fondu. Si désirée des gaz de réaction, tels que l'anhydride carbonique, peuvent être
<Desc/Clms Page number 8>
utilises dans le tube d'élévation pour réduire ou de toute autre façon réagir avec le métal fondu pendant le processus de dégazage.
En faisant varier la puissance électrique amenée aux bobines 42 et 44, il est possible de commander de façon sé- lective la vitesse de circulation du métal fondu. La vitesse maximum de circulation et l'ordre de grandeur de celle-ci ne sont pas affectés par le nombre maximal de bulles de gaz qui peuvent être amenées au tube d'élévation comme cola était le cas dans les appareils de dégazage antérieurs.
La fig. 2 montre une forme d'exécution préférée de l'invention dans laquelle la chambre de dégazage est appliquée directement à un four d'aciérie, en l'espèce un four à arc, pour éviter des pertes et des pollutions qui peuvent se produire lors d'un transfert du métal fondu à une poche.
Sur la fig. 2 un four éleotrique à arc est en général désigné par la référence 48 et présente un fond 50 formant creuset dans lequel est reçu le métal fondu. Le four .
48 est muni d'une partie amovible formant couvercle 52 pourvu d'électrodes 54 qui s'y trouvent montées. Bien qu'une seule électrode soit montrée, on doit facilement comprendre que trois à six électrodes d'une telle nature peuvent normalement être montées au sommet du four 48.
Comme dans un four électrique à aro normal, existe une charge 56 de métal fondu sur laquelle repose une couche 58 do laitier. Lorsque l'énergie électrique est appliquée aux électrodes 54, elle provoque un arc entre l'électrode et l'acier 56 qui demeure protégé par le laitier 58' Le courant s'écoule par le métal fondu 56 à basse résistance vers un point situé sous une autre électrode de laquelle il jaillit sous forme d'arc pour compléter le circuit Le métal fondu 56 est chauffé par
<Desc/Clms Page number 9>
l'élévation de température due à l'aro qui s'établit dans le four 48 entre la couche de laitier et les électrodes 54.
Le four électrique à arc 48 est de préférence monté sur des secteurs dentés 60 ou sur des tourillons de manière à pouvoir déverser du four l'alliage affina résultant et de manière à enlever le laitier et recharger ledit tour, Une application semblable peut être faite à des fours à solea découvertes ou à des fours actionnés pneumatiquement.
D'une manière solidaire avec le four 48 est montée une chambre 62 de dégazage sous vide dont les conduite 64 et 66 sont relies en des points situés au-dessous de la couche de laitier dans le four 48. Le conduit 64 est le conduit d'élévation et le conduit 66 celui de retour, de façon semblable aux conduite 22 et 24 de la fig.1. Ils sont tous les deux faits d'une matière non magnétique et de préférence garnis avec une matière réfractaire. Le dispositif de dégazage sous vide 62 présente une chambre à vide 78 à l'intérieur de laquelle est Placé un déflecteur 76. Le déflecteur 76 est situé directe- ment au-dessus de l'orifice de sortie 68 du conduit d'élévation 64.
Une ouverture 70 similaire à l'une des extrémités du conduit, de retour 68 relie ledit conduit de retour à la chambre dit dégazage sous vide 78 en un point plus bas que l'ouverture de sortie 68 du conduit d'élévation 64. Une pompe à vide 72 est reliée par une ouverture 74 à l'espace interne de la chambre de vide 78,
Une trémie 80 est également reliée par un obtu- retour 82 et l'ouverture 34 à l'espace intérieur de la @ ambrre à vide 78.
Deux bobinages 86 et 88 sont montés sur des parties verticales des conduits d'élévation 64 et de retour 66 respectivement Les bobinages 86 et 88 sont excités à partir des bornes 90 par une source (non représentée)de
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
courant électrique alternatif à baase fréquence semblable à celle qui est utilisée avec le dispositif ci-dessus décrit
EMI10.2
en regard de la t1. 1.
Le fonotionnement du dispositif de dégazage sous vide à pompage magnétique 62 de la fige 2 est semblable
EMI10.3
en tous points gaz celui de la fis. 1, Cependant, il est appliqué directement au four 43 électrique a aro ou à un four à sole découverte, de sorte que l'on élimine toute contamination ou perte de chaleur qui pourraient être causées par le transfert du métal fondu depuis le four d'aciérie à une
EMI10.4
poche Il va de sol que, sans sortir du cadre de l'in- vention, on peut apporter des modifications aux phases du procédé ot aux formes d'exécution des agencements qui viennent d'être décrits.
Le résumé qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif a simplement pour but d'énoncer un certain
EMI10.5
nombra de particularités principales et secondaires de l'inven- tion, ces particularités pouvant 6tre prises isolement ou en toutes combinaisons possibles.
- iî- 6 a u- m 6
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.