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"Procédé et appareil pour brasser d'une manière oscillatoire un métal fondu contanu dans une poche de transport"
La présenta invention concerne un procédé et un appareil pour brasser d'une maniera oscillatoire un métal fondu contenu dans une pocha de transport en vue de réaliser son mélange dans une période de temps réduite au minimum, et @e afin d'éliminer des impurstée du bain de métal fondu ou bien d'ajouter une ou plusieurs matières d'alliage à ce bain, ou bien encore à d'autres fins d'affinage.
Suivant un.) des caractéristiques de la présente invention, on prévoit un procédé de brassage oscillatoire d'un bain de métal fondu contenu dans un récipient, tel qu'une poend de transport, lequel consiste à faire tourner excentri- cuemjnt le récipiant ou bien à appliquer un mouvement circu- laire orbital au récipient alternativement dans les directions avant et arrière. Grâce à l'utilisation de la présente inven- tion il est maintenant possible d'effectuer une désulfuration, une déphosphoration, une désiliciation ou tout autre proces- sus d'affirage d'un métal sur un bain de métal fondu contenu dans une pocha da transport, et ce pendant une période de temps réduite au minimum et avec une uniformité notable.
Per exemple la désulfuration peut âtre effectuée d'une maniera efficace en brassant d'une-manière oscillatoire le bain de métal fondu, 'suivant la présente invention. après qu'un agent d Sulfurant ait été ajoutéà la surface libre du bain. ta
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présenta invention peut 9tr-a également utilisée pour la fa- brication d'alliages en ajoutant un ou plusieurs éléments d'alliage à un bain de métal fondu contenu dans una poche de transport. Dans cette application las éléments d'allia-
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qa pouvant 3tra mélangés rEtlid.m1ant at uniformément avec le bain an fusion et ce indépendamment da la densité des élé- mnts d'alliage ajoutas en vue d'obtenir un alliega désiré.
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Da m3mo la présente invention peut àtre égalamant appliquée à la fabrication da 1 font à graphita sphéroïde!. La pré- santa invention paut *tre également utilisée dans la procé- dé de dégazage sous vida, d'una maniera oscillatoire, d'un bain da métal fondu.
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L'invention a égalanaant pour objet un appareil pour faire osciller un bain da métal fondu, cat appareil comprenant un récipient pour contenir la métal fondu, un châssis mobile
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agencé da maniera à port u* ca récipiant, uit bâti fixa suppor- tant la châssis mobila da manière à permettra un mouvement de ce dernier dans un plan horizontal,
des moyens excentrés dis-
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posés dans la bâti fixa afin de faira tourner excantriquatnent le châssis mobile dans le plan horizontal rrécité, at des moyens pour entraîner les moyans excentrés dans les directions avant et arrière.
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On décrira ci-après, à t1zr-\ d'exemples non limita- tifs, divers modes de réalisation da la présente invention en référence pu dessin annexe sur laquai
La figurd 1 est une vue en coupa verticale d'une for- ma d'exécution du récipient qui paut être utilisa pour la mi-
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sa en oeuvre d* le présenta invention-.
La figura 2 est un graphique représentant la relation tintr", la distance h. d'élévation maximale da l'eau ou da tout autre liquida contenu dans un récipient cylindrique mteurée la long de la p3roi latérale da ci récipient, lorsque l'on donne
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au récipient un mouvement rotatif orbital ou excentré, et la vitesse de rotation du récipient n,
Les figuras 3 et 4 illustrent des dimensions d'autres.formes d'exécution du récipient utilisé lors due. essais.
La figure5 est un diagramme montrant la va- riation de l'excentricité du mouvement orbital appliqué au récipient lors das essais.
La figure 6 comprend une série da photographies
6-1 à6 -10 illustrant la façon dont l'eau contenue dans le récipient est brassée en vue du mélange.
La figura 7 est una représentation photogra- phique de la microstructure d'une t'on.. graphite sphéroï- dal obtenu en utilisant le procédé salon l'invention, mais dans attaque.
La figure 8 est une représentation pbotogra- phique, similaire à ealle de la figure 7, de la fente à @re- phite sphéroïdal soumise à une attaqua.
La figure 9 est une vue en coupe verticale schématique du réservoir oscillant sour vide qui peut être utilisé suivant la présente invention et tette vue illustre le principe de fonctionnement.
Les figures 10 et 11 représentent une forme d'exécution d'un appareil oscillant suivant la présente in- vention : la figure 10 est une vue en élévation, partielle- ment en coupe, de l'appareil, tandis qua la figure 11 est une vue en plan da cet appareil, la poche étant supposée enlevée.
La figure 12 est une vue en coupe verticale d'une variante de réalisation d'une partie da l'appareil re- @ présenté sur les figures 10 et. 11.
Les figures 13 et 14 représentent una autre for- me d'exécution d'un appareil oscillant suivant la présente
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invention, lequel utilise das ressorts spiraux ;} la figura 13 est une vue on élévation, partiellement en coupa, da l'ap- pareiltandis que la figure 14 est une vue an plan de cet appareil, certaines parties étant omises.
Les figuras 15 et 16 sont respectivement das vues schématiques un plan et en élévation expliquant las fonctionnements dus ressorts spiraux.
Les figuras 17 et 18 représentent une au-
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trd variant'.) d'exécution d'un appradil oscillant suivant l'in- vention : la figurd 17 est une vue in élévation, partielle- ment an coupa, da l'appareil, tandis que la figure 18 est una vue an plan partielle du cat appareil, la pocha étant au- posée enlevée.
La figure 19 représente une variante de
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réaliuation d'une partie d3 1' appareil raprésontê sur les figuras 17 et 18, Lès figurât 20 et al représentant une for- mu d'exécution proférée d'unoche pouvant étra ut11i5a sui- vant la présente invention : la figure 20 st une vue en cou-
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pa verticale do la poche et d'une partie de l'appareil utili- sant cette poche, tandis que la figure 21 est une vue en plan
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à plus grmida échelle de la poche.
La- figura 22 est une vue en élévation,
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partiellement en coupa, d'une autre forme d'exécution da ltap- pareil suivant la présente invention..
Les figurée 23 et 24 représentent une forme d'exécution d'un appareil salon l'invention qui convient par-
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t3.culi8xaa3nt bien à une utilisation avec une poche extraor- dinDir.Jnt lourde : la figure 23 est une vua %en élévation aromatique de l'appareil, centaines parties étant cotises, tan- dis que la figura 24 est un; vue un plan schématique de cat appareil. @
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Les figura:25 et 26 représentent une autre forma d'exécution de l'appareil ; la figura 25 est une vua en plan schématique de l'appareil, certaine* parties étant
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omises, tandis qudia figura 26 est une vue an plan schéma- tique de cet appareil.
Suivant une autre caractéristioue da la pré- sante invention, on prévoit un procédé de brassage et de mé- lange d'un métal fondu contenu dans un récipient, tel qu'und
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pocha du transport, ce procédé consistent k appliquer au ré* cipidnt un mouvement da rotation orbital 0" excentré, éltar- nativement dans des directions avant at arrière, et ce suivant das cycles comportant chacun, par exemple, un tour dans l'Orne ou l'autrd direction, deux tours dans une direction et un tour dans l'autre direction, ou bien encore trois tours dans une direction et un tour dans l'autre direction, afin de provoquer das mouvements oscillatoires différents dans la bain de métal,
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tala que un mouvement dit "inclus" et la mouvement ondulatoire inversa.
Ces mouvements pouvant être utilisés pour brasser et mélanger d'und manière ufficaca le bain dd métal fondu, ainsi qu'il résultera clairement de la description dd l'in- vention qui va suivre. On décrira en premier lieu la présente
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invention,'à titre d'exemple, à propos de son application 'à l'élimination d'impuretés à partir d'un bain de métal fondu.
Una massa d'un liquide tel que de l'eau est contenue dans un récipient cylindrique. On applique un mouve-
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ment da rotation orbital ou excentré au récipient, gr6<''8 à(des moyens appropriés, sans faire tourner le récipient autour de son axa propre. Etant donné la rotation du récipient, l'eau est entraînée en rotation et son niveau fonce une surface
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courbe qui est un p8rabol1da, comme cala se conçoit aisément Dans cas conditions, une partie di l'eau s'élève au-dessus de son niveau normal, ainsi qu'il est représenté schématiquement sur la figure 2.
Sur cette figure la distance h représente
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la distance d'élévation la plus grande mdeurda WrGica:o ment la long de la paroi latéral du récipient, Qtst-A-d1r. la distance vaticane du point la plus élevé air la surfacü courba de l'eau in mouirmant par rapport à la surfaça du niveau normal da l'eau lorsqu'elle aet. maintanua au -repos, Lorsque le :;
cipiant ast entraîné an rotation avac une excentricité a da .'#!* mai, la. distance d'élévation la plus grande h, musurde la .long des la paroi latéral*, augmente tout d'abordtvac la vitasaa de rotation n, mais dans J. gam- ma due vitesses da rotation dépassant 90 tours par minute, là mouv rimant- d a l'aau nu peut pas suivra la rotation du ré- oipiant, ainsi qu'il est indiqué par la courba an trait plain sur la figura 2. at das ondes superficielles, eamblablas à celles apparaissant lors du clapotis da la mer, appal4ds prégentcment "ondas du clapot4nt".
apparaissant, Avtc une excentricité u du 3 mm, la distance d'élévation la plus grande da l' aau atteint un maximum pour una vitesse da rota- tion n do 66 tours par minute puis elle diminua aneuita jus- qu'à un minimum pour augnl4ntro du nouveau après ca minimum,
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ainsi qu'il ast indiqué par la courba on trait interrompu.
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Dans la cas d'una acantriaitd a égala à 50 tnm la tendance générale est la m ma mais la distance d'élévation maximale aut plus faible et cilla ast ottanua pour une vitesse de rotation n intériuura, ainsi qu'il est indiqué par la courba an trait mixte, Il convient da nôtar ici qu'avant qua la dis-
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tance d'élévation maximale soit atteinte, la nivaau de l'aau s'éleva et s'abaissa au cours de,cycles comportant chacun environ trois à dix tours, tandis qu'après au,) la distança
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deélavation minimale a été atteinte pour una vitesse da ro- tation supérieure à calla correspondant à la distança d'élévation maximale, la massa d'au an rotation forma un niveau pratîquj4n%jnt constant correspondants -je vitaas a da
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rotatlcA.
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o' :ta3rc ::
G l'état da l'eau pendant la rotation avec und excentricité de 15 mm correspadnant généralement à celui dans la cas d'une excentricité da 30 mm ou 50 ma avant nue la distance d'élévation minimale ait été atteinte.
Par ailleurs la mouvement de l'eau dans le récipient augmenta considérablement lorsqua la vitesse de rotation de
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ca récipient croît. Pnr &XJmpl,.dano la cas de'la figura 4e aeuîo ln couche 8urerf1ldllJ de l' aau est mise en mouvement aux faibles vitesses de rotation mais lorsque la vitesse oroît, la souche en mouvement s'étend progressivement vers d'eau le bas jusou'à ce que la totalité de la masse/commence à tour- ner avec une vitesse angulaire uniforme, cette vitesse angu- laire étant augmentée ensuite progressivement, .La présente invention utilise le mouvement du bain à des vitesses de rotation supérieures à celle pour laquelle la distance d'élévation passe par son minimum, ainsi qu'il a
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et* indiqué ci-dessus.
Dans cette condition, l'eau qui(8e trouve dans la récipient, atteint un état de ëg;.ma permanent immédiatement après qu'elle a commencé A tourner, ce qui n'en- traîne pas une action d mélange appréciable, à l'exception
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toutefois du fait que ds od68 sont formées par interaction du bain et de la paroi latérale du récipient. Cependant, l'eau est fortement perturbée'dans le cas où un mouvement de rota- tion excentré est appliqua au récipient dans une direction opposée à celle de la rotation suivantaquelle l'eau conte- nue dans la récipient a été entraînée en rotation. On décrira
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maintenant le T'''O''S6\lS qui se déroule dans ce cas.
On 8Up- pose que, lorsque la masse d'eau tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, on applique un mouvement de rotation
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excentré au récipient dans le sens inverse des aiguilles d'un montre. La n,asse d'eau commence alors à tourbillonner ver l'intérieur et vers 3.o bas afin d'effectuer un mouvement a-
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pelé "inclus" tout en tournant dans le sens des aiguillas d'une montre.
Ce mouvement continua pendant und période de temps allant de Quelques secondes à environ 10 secondée, jus-
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qu'à ce aua lus moments des mouvements dans la sana des aiguil. et dans le sens inverse des aijtullle,,,3.d$une montre les d ' une ooFtr-,u7se4ouilibrent l'un l'autres Après un certain laps de temps, des lames ou des vagues inverses se forment pour se déplacer dans le sens inverse des aiguilles d'une mon- tre le long de la paroi du récipient.
Ces lames continuai. pendant plusieurs secondes puis disparaissent permettant ainsi
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à l'eau d'atteindre un état de régime permanent, A cet égard on a trouvé oue la durée de même oue l'intensité des diffé- rents mouvements de l'eau, tels- que le mouvement "inclus" et les lames, peuvent être commandées en sélectionnant la façon dont le mouvement de rotation inverse est appliqué au récipient.
Plus particulièrement on peut contrôler les mou-
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, vamanta du bain d'eau en faisant v.riar progressivement 1'ex centricité ou bien en choisissant la valeur du retard intro- duit pour l'inversion de la direction de la rotation ou bien encore suivant une variante an sélectionnent la grandeur de l'excentricité. En outra l'angle convergent ou divergent de la paroi latérale du récipient sensiblement cylindrique a une influence importante sur les mouvements en affectant la pro- fondeur des tourbillons, l'apparition du jaillissement au 0 en-
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tre at sa durd, et la période da temps pendant laquelle les vague? inverses se produisent.
De toute manière l'état de régime permanent du bain
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daau ast détruit en appliquant à ce dernier un mouvement de rotation contraire at on puut obtenir un mouvement de mélange at da Ùréi1:>fag" satisfaisant, ce qui n'a jamais pu êtru Balisé par un simpla mouvamdnt 1o rotation unidirectionnel. Cependatt po 'r obtenir -la plus haut runddmttnt possible, las conditions
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de la rotation doivent être choisies dans, une gamma définie.
Les résultat* d'essais réalisée avec un récipient ayant una paroi latérale verticale et un récipient ayant une paroi latërale divergeant vers le haut sont donnée dans les tableaux 1 à 4 ci-dessous
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T1 EAU 1 Moussant de l'eau dans le récipient de la fis* 3 ayant une paroi latérale vertioaele lorsque lé récipient est entrtné en rotation excentriquement dans les directions avant et arrière,
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Mouvement du 1:ouveah:
nt àa l'eau Tempe ,Effet reoipiant exigé du népour lange E1Ican- tours/ Houle iruv,- Clapo-iOrdes attoindre et du trici- minute ou ment tement inver- un état braseat6. olapo- irolus ou eau ses. de régime ge,
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<tb> tenon <SEP> calme <SEP> permanent
<tb>
<tb>
<tb> 54 <SEP> x
<tb>
<tb> 60 <SEP> légère <SEP> <SEP> x
<tb> ment <SEP> + <SEP>
<tb> 66 <SEP> + <SEP> + <SEP> en\, <SEP> x
<tb>
<tb> 15 <SEP> mm <SEP> 72 <SEP> - <SEP> - <SEP> + <SEP> + <SEP> en . <SEP> 13 <SEP> a <SEP> légèrement <SEP> 0
<tb>
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78 - - + + env* 50 r légère- ment 0 84 - - + + env. 3 an légère-
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<tb> ment <SEP> 0
<tb>
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90 - - + légère- ¯¯¯p¯i¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯ ,¯¯ ¯¯ ¯¯- mont 0 54 - - - + Icamedia- x
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<tb> tement,
<tb> 60 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> + <SEP> " <SEP> x
<tb>
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66 - r- * - x 30 mm 72 + Elnv.
10 a 0 78 - 8 a - ' + ny. 16 a 0 + 84 - 10 a 20 à + env 30 a 0
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<tb> + <SEP> +
<tb>
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90 - 15 a 50 a + envi 1 Mn 0 ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯ ¯¯¯¯ + + ¯¯¯¯--<.¯¯¯ ¯¯¯¯¯ 54 - - + Imm'd1a- 0 . tement4
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<tb> 60- <SEP> - <SEP> - <SEP> + <SEP> 4 <SEP> s <SEP> 0
<tb>
<tb> 66 <SEP> ....., <SEP> + <SEP> env. <SEP> 5 <SEP> a <SEP> 0
<tb>
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50 tant 72 # - - y cnv 6 a 0 78 4 s 5 s env. 9 00 84 6 a - 4. s nY. 10 00 ...
90 - 5 a - 5 a nv. 10 a 00 + + #############<##<J##-J#### ######. y#<##t.
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Note: f Apparition; - Pan d'apparition, x nuant 0 Assez bon: 00 Ben ¯... - ¯ ¯ ¯ --- ¯.¯¯ ¯ . - - -1
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TABLEAU 2
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Mouvement de l'eau dans le récipient de It flg 4
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ayant une paroi latérale divergeant vers le haut, lorsque le récipient est entrain' en rotation
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excentriquement, dans les direction* avant et a,rrrr.
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Mouvement du Mouvement de l'eau Twsfpx Ett.t récipient exigé du fi4U> i "#"#'# i-> ##' .'"m.,.,,.,....,# pour * t au Excen- tours/ Houle Mouve- Clapo- Ondea *ttein- fera***** triel- minute ou ment toment lover dre un * té. clapo- inclus ou eau son #tat ô.
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<tb> tement <SEP> calme <SEP> régime
<tb>
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p* rayant 54 + 9 60 1 66 # en...}08 x 15mm, 72 + + env. 2 - 158 76 - lors # <nvt 5wr + 1.,. ou P 1.,..
64 + .......
90 + # # 1 5* t'.r w 60 ....... 2'.... 6 66 - - i yw wr f. C 50n . 72 - # + 1 è.6e C1: 7b - 1C? ! rtt. 1150 ±,à lolwnt Q" .... 1\tItâ t.t.c'e pli 4. c.t:. : t.A .I:..a., Jt &o 0 -"-'"' ; ( pl...
54 - # - # * 0 # # # rn*. <># C f.,, # # # 81) - .. .
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k,ut*j 0 - r 4 d xri .i i i rw, 1 sr 0 umi t or. G k,4*b 0
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R:.3Ati Mouvement de l'eau dans le récipient le la fi.3 lorsoue ###le récipient est entraidé en rotation excentriquersent., dans les directions avant et artère, et Que l'on f.it vprier l'excentricité ( le recirient et le v<lune de l'eau u'-iliss sont les mêmes que dans la tableau 1)
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tours/ Koiiveir.sfit l'eau :Pa5âibi- Durée Proportion turs/ Ot:Yì':#Tit de i'8âià Li'vâ5ii.- Durée du Proportion minute J.o'UvE.1!:ant litb d'un mélange de la dur''* Kouverent Jaillis- 1 Clapote- Ondes Ondes fonction- effectif du mélange "inclus" sèment ment ou inven- nonr.a- ne:-::ent effectif eau Ca lui ses les continu 60 + + 66 lremant + +
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<tb>
<tb>
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v 72 2:
- - + + Passible 7s 7% #78 5s - - 5s + Possible los 53% 84 7 s 5s Possible los . 53% .
'8b 5s passible 13a 68% 8 . + Ip.SSible 1)8 6f!'1, ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯j¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
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Nota: + Apparition; - Pas d'apparition m clange bzz , . \T Temps Blange effectif T 1n Pourcentage de la durée d'un mélange effectif - # : # *- fi X 103 Pourcsutage durée dun mlaaga effectif Période du cycle .t
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(où la période du cycle est l'intervalle de temps s'écoulant de l'instant auquel le
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mélange effectif commence jusqu'à l'instent où un mélange effectif suivant commence).
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TABL. :J .r<4 lorslut Mcu-I'ament ae l'eau dans la récipient d9 la fi.nt, dan. le récipient est entrain6 en rotation excentri,it varier las diractions avant et arrière, et que l'on l', utUf",;t l'excentricité (le r3cioidnt et le volume d'en . utlli,,-,,s sont las mêmes qua dans le tableau 2
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.################## ######## P<?99i-? Dur.'e Prapa . ion tours/ '.,,ouvemant de l'eau ;bmM du m4 àe la c3u:. minutes gouvernant l'u ##, langa du 3lsngu minutes 1 - 'fonction- 13nu, effectif Iouvnant dailli- ..;J foncti.on- arr..ctit pouvaient Jaillit- Clapo- Ondes 0nriv.- n.m.mt 1 "'inclus" Se!I103Ut teroant invr- nor continu fi n.. ou eau ses las caltna ' . c91me . 1 ;60 t - - + 66 3s 5s Ilossiblii 3 41.
72 6s - 4s ?o581bl los 5je ? 83 t 55 aossible 'I"1s 6 + + .a.I 84 10s 5s . Possible 153 ?9 90 103 5s Possible 155 79':.
, Io+ ¯ ; ¯ 5 + + Possile , 1.5s 7:"
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Note: + Apparition; - Pas d'apparition - . f - Temps de r."" "fi"'''' 'ffe t tf Pourcentage de la durée du mélange affac*' t j .1 cycle
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Période du cycle (où la période du cycle est l'intervalle de teps roulant de l'instant auquel le
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mélange effectif commence jusqu'à l'instant où =-6 effectif suivant commence)
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La relation en1r l'excentricitéfa et le temps de mélange! dans les esst1s-ci-degSU5 est illustrée schématique- ment sur la figura 5.
Un mouvamtmt da rotation initiale est appliqué dans una direction |l| signifiant, sur la figure "rotation dans une défection pendant 19 s" avec uno excen- tricité e de 15 mm et. la vitesse est accrue progressivement tardis que l'excentricité est augmentée jusou'à 50 mm. Durant cette période l'eau contenue dans le récipient de déplace à das vitesses très élevées et elle demeure dans un état de régime permanent dans lequel n'apparaissant pas des vagues appréciable ,
Le mélange de l'eau durant cette phase n'est naturel-
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lement pas très vigoureux. ensuite l'oxdentricité est rédui- tA progressivement jLsca environ 15 mm et à ce moment on arrêta momentanément le récipient et on l'entraîna ensuite wri iJ7ia Lu ra& 141111)" lill l'aeu wat.
"f1'dCtU de lçfaanière la plus efficace après cette inversion de la rotation, pendant la période de temps d, et avant que l'excen- tricité, Qui est de nouveau augmentée progressivement n'attei-
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gine une valeur telle Que l'eau rapreane da nouveau un état de régime permanent I'1:31gnifîànt, sur la figure 5, "rotation dansl'autre direction".
Sn répétant ce processus, on peut effectuer la mélange désir de l'eau au cours d'une période de temps réduite au minimum, comme cela se conçoit aisément,
Les figures 6-1 à 6-10 sont des illustrations photo-
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graphiques du mouvement de mélango et de brassage de l'eau contanud dans un récipient- ayant une paroi latéral* verticale lorsque l'on fait tourner ce réeipiant dans les directions avant et arrière à une vitesse de 90 tours par minute et avec une excentricité de 50 mm.-'Sur ces figures les-flèches
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en traiontinu indicuant la mouvement u récipient tandis aue les flèches en trait interrompu indiquent la mouvement du liouide-MI signifie mouvement inclus 1 et DI "départ de @@
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l'invarsion".
Dans ce qui précède on a décrit l'opération de
Mélange et de brassage à propos du cas où la récipient ne tourne pas autour de son' axe propre qui est vertical, mais l'on peut également obtenir le mama effet dans las cas où la récipient est entraîne en rotation autour de son axe propre, tout en étant également entraîné en rotation excentriquement ou en effectuant un mouvement orbital, fin outre on peut éga- lement obtenir la môme effet dans les cas où l'axe propre du récipient est incliné d'un certain angle par rapport à la verticale et où cet axe tourne autour d'un axe vertical si bien que l'axe du récipient lui-même engendre une surface conique,
et ce avec ou sana rotation autour da son propre axe inclina La mouvement du récipient est dans ces cas plus ou moins similaire au mouvement da précession d'une toupie.
On conçoit qua l'ovation da mélange et da brassage peut ê- tre effectuée d'une maniera très efficace en prolongeant la mouvement précité du récipient.
Bien que la description précédente ait été faite à propos da l'opération de brassage et de mélange da l'eau, on comprendra qu'un mouvement identiaue peut être également appliqué à un bain de métal fondu ou d'alliage quelconque par le même processus. Seulement dans ce cas on doit prendra en considération la différence de densité da viscosité et d'autres propriétés entre la bain enfusion at l'eau.
Le procédé de mélange et da brassage d'un bain de métal en fusion sulon l'invention peut âtre utilisé pour l'élimination du bain d'impuretés, telles que la soufra, la phosphore et la silice. On décrira en premier lieu, à titre d'exemple, la désulfuration nors d'un four d'un bain de fonte en fusion, opération à laquelle le procédé peut être appliqué d'une manière aisée et avantageuse.
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On supposa qu'un récipient, tel qu'une pocha
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de transport rùpr6antéù sur la figura 1, contient un bain da fonte zon fusion ot que l'on ajouta à la durfacâ du bain un as ni dÉ sulfurant.
Tant qua la bain demeura au repos, l'ag,nt désulfurant flotta simplement à, la surface du bain
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par suite de sa densité plus faible et par conséquent una
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réaction dd contact très limiter a lieu entra à bain do fu- sion et l'agent desulfurent, ta réaction de contact demeure Insatisfaisante m3mo lorsque l'on fait tourner la pocha uniquement dans une dirdction, puisauu ceci au traduit uniquamant par .a fait qua l'on favorise la réaction de contact par suite du .'augman- tation da l'aira da If. surface du bain an fusion et de la
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formation d'ondes sous l'influence da la paroi latérale du récipient.
Accessoirement la processus de dé sulfurât ion ou las autres procédés d'affinagd qui ont été utilisée récemment
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dana 1-in pays européens ut qui- mettent en oeuvre une poche os. cillante, prévoient aeulement que la rotation de la pocue s?affactua dans une direction définie. Dans le procédé salon l'invention oui utilise una rotation xcentrée alternativement
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dans les directions avant et arrière, l'agent désulfurant flott&nt à la surface du bain est fortement aspir ou mis
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an tourbillon à l'intérieur du bain dt il est violameant mé- langé avec ce dernier da manière i produira une réaction da contact qui uot très efficace compara tivu#ent à celle que
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l'on peut obtenir dans l'un quelconque des fours rotatifs
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Clh3tqudB.
Il un résulte qua la bain en fusion est d.csul- fur5 rapidement (;It dans des proportions bien plus élevées La d(.silic1ation du bain un fusion est effectuée
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suivant la présenta invention, de la maniera suivante :
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habitudllàmunt la dailiciation st.ralis6 en insufflant .du l'oxygène gazaux à travers une lence sur la surface du bain 1 117
<Desc/Clms Page number 17>
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de fonte en fusion. Cependant. dans 1. fila Ou la 6'i J. trouve au repos, la teneur en silice dans tà ocg4 i4êti. civile est notablement réduite ootnparttivai1Qnt A 1rieur du bain, 'cette température superficiel* du bain .il '..1.1 ment élevée notablement pour provoquer la combustion du Car- bone.
Dans cas conditions la variation de a teneur 4ti aili- ca dans le bain peut Stre éliminée affed&,ttaas.atlt ,H . itt.tuBnt l'opération du mélanga dt da braassga Suivent ttihjh'tb1 A ct égard l'élévation de la tampérttt3a du bain 'n ïàâiotl et la teneur d;6utlémc)nts, tels que la carbone dina 1e bain en fusion pouvant atra commandé a en contrôlant 141 con- ditions da l'insufflation dtoKyg6ne jlti.
Gt jij âîb4tââdht appliqua dubainNétallidue dtouigtoh, ', ,| t.'f':J' -, ;.1 La déphosphorgtiod die bain # fôctuéo, salon l'invention, de la manière suivante ; dans la procédé de déphosphoration, on Axyda tout d'abord la phospho- re afin de formar Pl 14 ou bien (FaO) 3 P20S et on combine additionnellement ce corps avac CaO afin de produire an cora- posé stable (caO);P2050u bien (ca}4.P20S' qui est ensuite éliminé.' " i . fi t,. 1- : '
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Lorsaue la procédé d'affinage utilisant la souf- ±loge d'oxygène est effectué tout an appliquant au bain un
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mouvmunt oscillatoire suivant la présente invention, il pré-
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sente les avantages suivants :
l'élévation de température du
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bain est limitât' comparativement au ,.. où la bain est, main- tenu et repos et ceci est favorable pour 4 Vit df Il edi4Utîon de FQn. in outre le brassage est effectua luliÈôrM41aiàt ce qui favorise la formation de P 2m 5 ou bièk 4e (,.'Jjj20, Ca La réactlon/eat égalamant accéléré par l'opération ta melan- ga et de brassage dans toute la me8', iid#i,t !,. de température entraîna une amélioration 4d .i.4.o11tjM "1, il Uii.
nage et enhonséquenca la phoaphoraticn peut r4 tënev
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rapidement tout an conservent une teneur élevée en carbone,
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Ainsi ou*il a été indinué trct!denunent., l'élimination des impureté! paut être effectuée avec succès
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grfce au procédé du brassage et da mélange consistant à faire tourner d'une manière excentrée la récipient dans las dirac- tions avant et arrière. On décrira ci-dessous un exemple pra-
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1.;10\.1<1 d'un tel procéda-.
On dsulfure une font.:! an fusion avec du carbura da calcium pulvérulent. La pocha utilisée a le m3ma forma intclrl'ld que colle raprésântéa sur la figura 4 et alla ust entraitiéo on rotation à una vitesse de 90 tours par mi- nuta, tandis que 7'on fait varier i.taxcantricité ainsi qu'il ast ruprés,3nt4 sur la figura 5* La tableau 5 ci-dessous indiqua la composi-. tion d'une fonte -n fusion oui-a ét<* poutnise au procédé de désulfuration oonspcut1vOlnent pendant cinq minutes avec du carbura de calcium pulvérulent ajouté à la surface du bain en fusion en quantités allant de 5 à 25 kg par tonna de fonte en fusion.
Le tableau 6 indique la relation entre la durée de
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l'opération et la teneur an soufra, le taux de dsulrur9t1on et la température lorsque l'on affine 1150 kg du fonte en fu- sion avec 15 kg de carbure de calcium pulvérulent ajouta à la partie supérieure du bein.
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l',"""
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TABLEAU 5
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carbure de 5kg : 10 kg 15 kg 20 ke : 25 kg :
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<tb> calcium <SEP> ajou-
<tb>
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Teneur en S 0, 05W 0,06 0,00?% 0,0$4,' ÛtO9)% Taneur en S 6mn après le 4cpe QpO6g6 0,010 0,006;
0,01,096
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<tb> but <SEP> de <SEP>
<tb> l'addition
<tb>
<tb> Taux <SEP> de
<tb>
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désulfura- 75,5??- 93 z 8917% .92,6% $S,396 t ion Températu- ra initiale 1473 C 1.6$ . 1450 145a"C 1.,53 C Temp ratu- re 6mu 1412 C 14O8 C 13790 140Ô C U06*C
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<tb> après
<tb>
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TEBLEAU 6
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fipeur en Taux de Température
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<tb> ration
<tb>
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Au départ 0::.i46e'c' 2ron après pp22; 80,2% 14439C Mn 345 0,01;% gg,2 14230C après$ 0,010% 90,9i 14000C
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<tb> après
<tb>
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9 après CoGO7% 93,7% 1390 C 11 mnè 373 0,00?% 9J, 1370.0 apr
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Nott ! .la mouvumant du récipient a été interrompu moman- tanélT...lt pour l'échantillonnage. Taux la désulfurat10n .
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(t,dn,4ur en 3 initi81e)..(t.mQurc S abale) #(teneur an S initiale) ; ï atKK)
EMI21.3
La description portera maintenant ur 7a procaa- sus ire l'adjonction d'éL,mants dta1l1cg à un métal fondu contenu dans une poch conformément au procédé selon linvdn- ti0!l.
On suppose qu'un ou plusieurs éléments d'alliage sont ajoutés à la surface du bain en fusion. Dans le cas où le bain an fusion sa trouva au repos, certains éléments d'alliage* flottant à la surface dd ce bain tandis que
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dtautx,a s' snfoncent, suivant lurs densités particulières par rapport à calla du bain en fusion. Les éléments oui flottant à la surface, sont soumis à un* oxydation et à
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d'autres partes par suite da l'élévation dà t3m;,ratura, tan- dis quu coux qui s'ânfoncsnt, nu pouvant appra.unl pas 3tra mélangés d'una manière uniforme les uns avec las autres ainsi qu'avec le bain en fusion.
Dans le cas où le bain en fusion est simplement
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entraîne-en rotation dans una direction ¯définie, il sa (pro.. duit 8aulnt une légère perturbation du bain an fusion, par suit du gonilamant qui apparaît le long d la paroi latérale du récipient, at la dissolution des éléments d'alliage est accélérée par la rotation da la totalité de la massa du bain en fusion.
Par!'contra, dans le cas où la rotation précité est appliquée au bain d'une manière alternative
<Desc/Clms Page number 22>
dans lus directions avant et arrière, les additifs qui flot- tant, bont violemment mis en tourbillon vers l'intérieur du bain tandis que les dépêts subissant des forces verticales . et rota toirca Les additifs sont ainsi mélanges rapidement et uniformément dans ? : totalité du bain et leur facteur d'u- tilisation est très am@lioré.
Par exemple on donnera, dans les tableaux 7 et 8 ci-dessous, los résultats obtenus lorsQu'on ajoute du ferro- silicium à une fonte un fusion. On ajoute du ferro-silicium N 2 ayant une dimension de "rein d'environ 5 mm, et 'ce à rai- son de 13,5 kg par tonne de fonte en fusion dans le cas du tableau 7, tandis Que dans le cas du tableau 8 on ajoute dans les mêmes proportions cette même matière ayant une dimension de grain d'environ 25 mm.
<Desc/Clms Page number 23>
TABLEAU 7
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<tb> Teneur <SEP> Facteur <SEP> Température
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> Si <SEP> d'utili- <SEP> du <SEP> bain
<tb>
<tb>
<tb> sation
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Avant <SEP> l'addition <SEP> 1,58% <SEP> 1429 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2mn <SEP> 30s <SEP> après <SEP> 2161% <SEP> 100,7% <SEP> 1344 C
<tb>
<tb>
<tb> l'addition
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5mm <SEP> après <SEP> 2,60% <SEP> 100,5% <SEP> . <SEP> 1336"C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> l'addition
<tb>
<tb>
<tb>
Note:
facteur d'utilisation de Si
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accroissement réel de la teneur en Si x!00 m mm , X100 accroissement théorique de la tmextu a
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.Tie44AU #
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Teneur op .. a r s/ ¯¯¯,.¯¯¯¯M. jjj/ ti i s ,j Avant d'addition y5 432'C 2mn 40m après 2,39 96 % OC
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<tb> l'addition
<tb>
EMI24.4
4on 40s après 2,3$% 95 ,3 135 C
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<tb> l'addition
<tb>
EMI24.6
5rnn 5$ aar
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Comme on peut le remarquer d'après les tableaux ci-cossus, on peut obtenir un facteur d'utilisation très éle- vé et une distribution uniforme des additifs, suivant la pré- sente invention, en faisant tourner excentriquement le réci- pient alternativement dans les direction,avant et arrière,
afin d'applique au bain en fusion un mouvement compliqué tel qu'il a été décrit précédemment.
Le procédé selon l'invention peut être également utilisé pour ajouter à un bain en fusion contenu dans une poche un- agent favorisant la formation de graphite sphérol- dal en vue de produire une fonte à graphite sphéroïdal, ainsi qu'il sera décrit ci-dessous.
On suppose maintenant que l'on ajouté à la sur- face supérieure d'un bain de fonte en fusion contenu dans une pocha de' transport, telle qua celle représentée sur la figure 1, un agent favorisant la formation de graphite sphéroïdal.
Dans la cas où la bain de métal en fusion est au repos' on ne paut pas obtenir un mélange uniforme par suite de la différence de densité et saul le graphite contenu dans la coucha supdrficielle prend une forme sphéroïdale. égale- ment, dans le cas où l'on applique au bain en fusion un simple mouvront de rotation unidirectionnel, on voit apparaî- tra uniquement une légère perturbation du bain due au gonfle- ment sa formant le long de la paroi latérale de la poche, et le dissolution de l'agent ajouté est accélérée par la rota- tion de la totalité de la masse du bain en fusion.
par contra, dans le cas où l'on donne au bain une rotation alternative dans les directions avant et arrière, ainsi qu'il a été décrit précédemment, l'additif flottant à la surface du bain est fortement aspiré en tourbillon à l'intérieur du bain et il est ainsi mélangé d'une manière efficace avec ce dernier si bien que la totalité de la masse
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du bain en fusion est soumise à una formation uniforme de
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graphite sphtro1dal. On peut également effectuer ensuite une inoculation très efficace si un mouvement similaire est appliqué au bain qui ..et inoculé.
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La fora,bien de graphita sphp.ro1d'1 qui, sui- vant l'invention, utilise 14 mélange dt la brassage du bain en fusion, paut avantageusement' mettra an couvre un argent à basa da Ca favorisant la formation de graphite aphéroldal, la- quai agit d'une maniera relativament modr6a.
La dsulfuration qui précéda l'addition d'un agant provoquant la formation de graphita aphéroldal pdut 8tr') égaldraent affcftuc3a d'una manière très régulière donnant des résultats satisfaisants, grgea à l'utilisation du mouvra- maat précité da mélange et de brassage du bain.
On récrira maintenant un exemple pratiqua dp production d'une fonte à graphitu aphéroldal suivant la pré- sente invention. La procédé comporta les phases suivantes ;
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10 désulfuration, 2e' élioinatiori ds ccr1wsJ 3' addition d'un agent à basa de Ca provoquant la formation de graphite
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sphéroïdal, at*4* inoculation, toutes ces opérations se dé- rouJ.ant dans l'ordre indiqué. Cependant les opérations N 2 et 4 ne sont pas toujours nécessaires. Comma agant désulfurant on
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ajoute du carbura da calcium pulv4rul-jatà raison da 10 kg par tonna da. bain an fusion. La mouvam.au de rotation excentra suivant la présenta invention est appliqué au récipient pen - dant une période <ta 2,5 minutas.
On ajoute ensuite un mélange ae 10 kg de R-Ca-Si N*2 (mélange de Cas at d'un él4rint des terres rares) sous onne pulvérulente et on fait de nouveau tourner le récipient dd la m3me manière pendant une minute, La microstmicture da la fonte à graphite aphé- r.1dal obtenue de cette 1"oçe%n est illustrée sur les figures 7 et 8 qui représentant as photographias priais respective-
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On décrira maintenant, à titrad'application sup- plémentaire du procédé salon l'invention, le dégazage d'un bain de métal fondu contenu dans une poche.
Le procédé, de dégazage suivant l'invention est très amélioré, par rapport à n'importa lequel des procédés de dégazage classiques uti- lisant une poche da transport comme récipient d'un bain an fusion, et il ast exemot du défaut rencontré antérieurement suivant- lequel la partie inférieure du bain en fusion est dégazée seulement d'une manière .insuffisante.
Habituellement on maintient au repos une pocha A dans un récipient sous vide B (figure 9) lequel est mis an dépression, ainsi qu'il ast indiqué par la flèche, par une pompe à vida appropriée, et ce en vue de dégazer la bain en fusion C. Dans ce procédé la partie inférieure du bain an fu- sion C, maintenu* au rapos foui la pression statique notable de la masse an fusion, est soumise seulement à un dégazage @@@s incomplet.
Dans la procédé da dégazage suivant la présente invention, le métal fondu contenu dans la pocha est brassé continuellement afin da provoquer das courants de métal de la partia supérieure à la pertie inférieure du bain et invar- sement da la partie inférieure à la partia supérieure.
Ceci permet d'empêcher toute réduction du rendement du dégazage due à la pression statiqua du bain an fusion et en outra de produira un effet da dégazage additionnel par suite da l'aug- mentation da l'aire de la surface du bain. ce qui se traduit par un rendement du dégazage amélioré d'une manière extraor- dinaira. Pour la mise en oeuvre du procédé, la poche peut ê- tra placée an repos dans la récipient sous vide lequel est entraîné an rotation dans son ensemble par un mécanisme ap- proprié provoquant un mouvement de rotation excentré at ce, afin de produira un mouvement, orbital de la poche, ou bien
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suivant une variante eu mouvanant peut 3tre appliqué unique- ment à la pocha,
le récipient sous vida demeurant fixa. On appliqua ainsi au bain en fusion contenu dans la poche un
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mouvo#cnt oscillatoire particulièrement violant qui permet de rendre maximales les chances de venue des diverses parti*$ du bain en fusion au contact de l'atmosphère à pression ré-
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#duite dans l'enveloppe. On conçoit qui grâce à ce procédé 14 bain mêtall5que paut âtre dégrzû d'un manière très efficace.
On décrira maintenant ci-après un catain nombre de formas d'exécution prétéréas d'appareils permettant da
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m3ttrd n oeuvru la procédé da mélange par oscillation suivant la présenta invention.
Si on sa réfère tout d'abord aux figuras 10, 11
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et 12 on y voit que l'appareil rdprésdnté comporta un bâti f*jcd 2 monté sur l'ûmb.8 1 da la Machina àt un certain nom- bre da billes 3, tournant libram4nt, sont disposées suivant un circonférence sur la bâti 2, en étant aspacdes las unes dis autres. Un châssis mobile 5 qui est agencé d manière à sauup' ana. â ca2'fc , b sé kbfk,6 ÎÏ J& &-Xe s tbilles 3 tournant librement. On conçoit ai8bmant/it facilement dans un plan horizontal par suita de la liberté da rotation des billes 3.
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Un arbr rotatif 6 est monté vrtic&lnt au centre du bâti fixa 2 et il porta à son extrémité supérieure excentre
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un axd/ou r.-dnaton . 7 l3qual aat à son tour dngag à pivotement dans la partie cantrala du châssis mobile 5 par l'intermédiaire d'un palier 8. La rotation du maneton 7 pro-
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vogua le mouvement horizontal du châssis mobile 5, comma on peut aismant la comprendre. Comma on peut la voir sur la figura 11, des bras formant support 10 at 9 sont fixés ras-
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pectivctment à la priphrio du bâti rixe 2 et du châssis de montaga 5, an étant allâmes les uns avec les autres.
Des ressorts hélicoïdaux 11 sont montés an tension antre les
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extrémités' des bras supports adjacents 9 et 10, ainsi qu'il est représenté.
Pour autant qua las ressorts hélicoïdaux 11 soient disposés d'une manière uniforme autour de la périphérie du bâti fixe 2 et du châssis mobile 5, ce bâti et ce châssis
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sont normalement mis en porition da manièrà 4 3trd alignée l'un avec l'autre, sous l'action da l'élasticité das ressorts Il. En conséquence, lorsque la châssis mobile ou de montage
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2 ast entraîné an rotation dans un p)an horizontal, la mouva- munt do rotation est limité éla8t1quamnt par las ressorts 11. L'énergla élastiqua produite dans los ressorts lorsque Cas darniars sont tendus, est ensuite libérée d a manière à provoquer unu oscillation sacondairi du châssis da montage 5, dan plus du mouvomint giratoire qui lui ast appliqué par le manaton 7.
Le mouvement résultent du châssis da montage
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at de la poche portée par ca d-arnier tond â produira des for- odis circonférantidll8 qui engendrent un Mouvement tourbil- lonnaira du fluide contenu dans la récipient de brassage. Si on interrompt at on inverse la rotation du maneton au point
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culminant de ca n,ouvama,nt tourbillonnaire au fluide, il appa- raît alors' une certaine turbulanca avec un certain mouvamant "inclus" par suite da l'interaction des tourbillons restants et du Mouvement giratoire du fluida nouvellement produit dans la direction inverse. La mouvement turbulent du fluide conti-
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nue pendant un mom3nt et il est ensuite transformé en -4mou- vument tourbillonnaire giratoire dans cette direction inverse.
Ces mouvements séquentiels du fluide ont un effet de brassage excellent sur le bain, an particulier lorsqu'ils sont répétée
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d'una manière cvtliqua. Dans ci qui précède la description a été faite à propos d'un appareil comprenant un axe ou maneton excentré 7 ayant une excentricité constante, mais on peut ob- tenir la même 3ffat si on emploie un Maneton dont l'excentri- @
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cité est réglable, par x.mp3a an actionnant una via da ré- slagu 12 ainsi qu'il ast; illustré sur la f1gurt 12.
On sa référera maintenant aux tigt)'1S 13 z 16 qui raprésantant schématiquvraant un appareil oscillant comportant un dispositif d' entraînaient à manivax le unique at plus pars tictilibrimant due raasatwws spiraux reliant loi châssis mobile it la bâti fixa de lt&pVireil, Comma on paut 1< voir sur la figura 16, dao éléments cylindriques 100 sont fixés à la surface spéri.ura du bâti fixa 102 an étpnt espacés las uns par rapport aux rutrs le long à'una circonférence, et cas 63mants entourant dem doigts respectifs 109 s'étendant vers
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la bas à partir du la face inférieure du châssis ou disque
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oscillant 103.
Las éléments cylindrique 108 ont chacun un dia1.1ètr intarne notablement plus grand que ld diamètre des doigts 109 et ils sont fixés en étant alignés avc le cintra théorique da g1ratior don doigts respectifs ?09* Dans l'es-
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pacd compris entre chacun das doigts 109 dt l'élément cylin- drique adjacent 108 ast logé un ressort spiral 107 enroulé
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avac un nombre approprié de spires et dons l1 extrémité intar-. na ast emboîtée sur Ia doigt 109.
Puisque la doigt 109 dst disposé excentriquement par rapport à Itelémdnt cylindrloua lott la ressort spiral 1(7$ est comprimé appar*3atant dans une direction, suivant l'axt- centricité du doigt, da ma-iibra 4 produit * une force élastique ... '1 Il qui agit sur la doigt bzz dans la direction apposée. Las forces élastiques P agissant sur las doigts 109 respectifs coopèrent entr4 a3las afin d'exercer sur la châssis oscillant 103 considéré on totalité una action suivant leur direction.
Par ailleurs, lorsque le chttais oscillant lez oscilla, il ast sciais à un 3 força e*ntrîfuga F qui agit dans une direc-
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tion opposée à call des forces élastiques P. Les ressorts
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107 sont conçus da tell À ioqon que l'amplitude cabic6a des
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forces élastiques P ast pratiquement égale à l'amplitude de la force centrifuge ? et l'effet de cette dernière est pra- tiquement annulé de manière à réduire au minimum le frotte- ment entre le maneton 106 et le,palier 105. Grâce à cette disposition on conçoit que le châssis oscillant 103 peut avoir un mouvement oscillant pratiquement tel qu'il a été déterminé' théoriquement.
Par ailleurs les doigts109 portés par le châssis oscillant 103 sont soumis da la part de leurs ressorts spi- raux respectifs lo7 à une action telle que ces doigts décri- vent avec.précision un mouvement orbital suivant un tracé cir- culaire, et ce avec l'uniformité la plus grande possible.
On conçoit dore que grâce à l'agencement décrit ci-dessus une partie quelconque du châssi oscillant 103 peut osciller suivant une orbite circulaire qui est pratiquement la marna que celle de manaton 106 disposé au centre du chas- @@@.
Les figures 17 et 18 représentent un autre mode de réalisation de l'appareil selon l'invention lequel comporte une poche montée à rotation dans un plan horizontal et pou- vant basculer dans n'importe quel plan vertical contenant l'a- xe de l'appareil.
Si on se réfère aux figures 17 et 18, on y voit que l'appareil qui/est représenté, comporte un châssis mobile supérieur 202 et un bâti inférieur fixe 201 disposés de ma- nière à être verticalement opposés l'un a l'autre. La bâti fixe 201 est supporté par des montants 203.
Le châssis mobile 202 repose sur un catain nombre de billes 204 tournant li- bremant, montées à la partie supérieure du bâti fixe, et par conséquent le châssis 202 paut sa déplacer dans un plan hori- zontal. '. '
Un dispositif oscill.'nt 205 est prévu sous la bâti .le
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fixe 201, au centre de ce dernier, et il comporte un organe oscillant 206 et un organe entraîna 207 tournant librement, lequel est fixé à la partie inférieure du châssis mobile 202, au centre de ce dernier, afin de pouvoir recevoir l'organe oscillant 206.
Avec cette disposition on conçoit qua le mou- vement de rotation excentra da l'organe oscillent 206 provo- que une oscillation giratoire du châssis mobile 202 dans un plan horizontal, et ce par l'intermédiaire de l'organe entra!- né 207. Une poche 208 est placée sur le châssis mobile 202 et elle est maintenue en place par exemple au moyen de pinces 209.
Plusieurs ressorts hélicoïdaux 210 sont disposée -entre le bâti fixe 201 et le châssis mobile 202, en étant espacés le* uns par rapport aux autres le long d'une circon- férence, ces ressorts étant destinés à limiter tout mouvement du chassie mobile 202 hors de son orbite , tout en permettant cependant son oscillation giratoire, afin d'appliquer ainsi au châssis 202 une oscillation élastique.
Dans cette forme d'exécution de l'appareil, les ressorts 210 ne sont pas agencés de manière à relier direc- tement le bâti fine 201 et le châssis mobile 202. Ce chiante mobile 202 comporte una paroi périphérique circulaire 211 dont la face axtarna est agencée de maniera à recevoir une banda annulaire 212 ayant des extrémités opposées repliées radialement vers l'extérieur afin de former des pattes supports 213, ainsi qu'il est représenté sur la figure 18. Un coin trapézoïdal 215 est inséré entre les pattes supports 213 et des cales d'espacement biseautées 214 sont interpo- nées entre le coin 215 et chacune des pattes supports 213.
Une tige 216 s'étend horizontalement à travers les éléments 213-215 afin da las maintenir élastiquement assemblés entre
<Desc/Clms Page number 33>
aux Crie@ à des ressorts 217. On conçoit qu'en faisant bascu- ler la coin 215 autour de la tige 216, on peut faire varier l'espacement entre les pattes 213 dans certaines limites, et ce afin de serrer ou au contraire de dégagsr la bande annulaire 212 autour du châssis mobile 202.
Lorsque cette bande est lâche, le châssis mobile 202 entoura par cette bande peut-être entraîne en rotation conjointement avec la poche 208,-dans un plan horizontal, afin d'ajuster la posi- tion angulaire du plan vertical dans lequel la poche peut bas- culer. Lorsque la phase de réglable a été achevée, on peut alors serrer la bande 212 afin de la fixer au châssis mobile,
Des bras 218 et 219 sont fixée respectivement à la périphérie de la bande annulaire 212 et du bâti fixe 201, à des inter- valles angulaires égaux de maniera à alterner les uns avec 'le? autres.
Les ressorts hélicoïdaux 210 sont disposés antre ',les bras adjacents 218 et 219 afin de limiter élastiquement la déplacement du châssis mobile 202 tout en permettant le réglage angulaire de ce dernier.
On comprendra naturellement qua l'on peut employer .,un anneau 220 à la place de la bande annulaire 212, ainsi qu'il est représenté sur la figure 19, pour servir aux mêmes fins.
Cependant, dans ce cas, une crémaillère 221 est formée autour de la périphérie du. châssis mobile 202 et un pignon 222 est Monté sur l'anneau 220 en étant en prise avec cette cré@aillère
221, afin d'entraîner dans le sans circonférentiel le châssis Mobile 202.
En bref cette forme d'exécution de l'appareil est caractérisée en ce que les ressorts hélicoïdaux sont connecté* à un organe annulaire emboîté sur la périphérie u châssis Mobile au lieu d'être connectés directement & @e châssis mobile lequel est maintenu élastiouement par les ressorts tout en pou-
<Desc/Clms Page number 34>
vant cependant tourner par rapport à l'organe annulaire lors- que cela est exigé.
Avec nette disposition, la poche peut
3tra soumise à une oscillation élastique, et le plan dans lequel la poche peut basculer, peut être déplacé angulaire- ment comme on la désir ; afin de faciliter la manoeuvre de la poche.
On décrira Maintenant, en sa référant aux figures
20 et 21, une forma d'exécution préférée de la poche pouvant être utilisée sur l'appareil selon l'invention. La poche ou le récipient de transport contenant un métal fondu, tel qu'il est utilisé sur l'appareil selon l'invention, est soumis à un simple mouvement de rotation ou à un mouvement de rotation excentré ou bien à un autre mouvement giratoire dans le plan horizontal, afin de brasser le bain contenu dans le récipient.
La fome d'exécution préférée de la pocha qui est représentée sur las figures 20 et 21, est conçue de manière à produire un effet de brassage amélioré en dirigeant dans la sens radial, vars l'intérieur du récipient, le bain en fusion tendant à s'élever la long de la surface périphérique interne du réci- plant, sous l'influence de la force centrifuge due à la rota- tion du récipientr de manière à imposer une sorte de courant de convection dans le bain.
Le récipient comprend un corps 301, cylindrique ou tronconique divergeant vers la haut, et un couvercle 303, de forme générale annulaire, fixé à l'intérieur du corps 301, au voisinage de sa partie supérieure. Ainsi qu'il est illus- tré, la structure formant le couvercle comprend une ouverture centrale 302 ayant un diamètre approprié et elle a la forme d'un abat-jour dont la paroi annulaire est inclinée vert le bas et vers l'intérieur. Un certain nombre drécrans ou de lames de guidage 304 sont fixée à la face inférieure de la paroi annulaire, an formait un angle 9 approprié par rapport
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& la direction radiale,
Lorsque la poche construite de la façon décrit* ci-dessus est placée sur un châssis mobile 306 qui est agencé de manière à pouvoir être entraînéen rotation excentriquement dans un plan horizontal par une manivelle 305. sin@t qu'il est illustré sur la figure 20, la niveau du bain en fusion 307 contenu dans la récipient s'élève, lorsqu'il tourna dans un plan horizontal, la long de la périphérie interne du récipient , ainsi qu'il est indiqué par les lignes en trait mixte 308 et 309 jusqu'à ce qu'il atteigne la couvercle 303 constituant un obstacle-de déviation.
Ensuite la bain en fusion qui vient heurter les-lames de guidage 304,est dévié par cas dernières afin de former des courants divergents s'écoulant vers la bas en direction de l'axe du récipient et finalement il* descendent le long de cet axe sous la forme d'un jet.
Ce mouvement du bain on fusion est répété et la bain est ainsi brassé et m6- lan uniformément d'un* maniera efficace. Au lieu de fixer les lamas de guidage 304 au couvercle de déviation 303cas lames peuvent être montées à pivotement sur la couvercle au moyen d'axes 310 si bien que ces lames peuvent être montre 'suivant un angle C désire quelconque par rapport du rayon.
Avec cette disposition le liquide s'écoulant vers le haut le long de la'paroi périphérique de la, poche, .ou. l'action de la force centrifuge, peut (tare dévié vers le bas et vers l'intérieur en direction du fond de la poche, afin d'augmenter l'effet du brassage. Airsi, si on utilise la poche décrite ci-dessus, on peut mélanger uniformément dans le bain en fusion même un additif ayant une faible densité, En outre le bain en fusion contenu dans la pocha n'est pas projeté hors de cette dernière, même si celle-ci tourne à une vitesse élevée.
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On conçoit donc qua l'on peut obtenir un rendement du bras- sage qui est notablement amélioré, au moyen d'un appareil balor l'invention portant une poche construite de la façon décrite ci-dessus, et en faisant fonctionner l'appareil à une vitesse élevée.
On décrira maintenant un autre mode de réali- sation de l'appareil selon l'invention en sa référant à la figure 22.
L'appareil représente sur la figura 22 cet conçu de telle façon que l'excentricité de son dispositif d'entrînement excentré est commandé. an soulevant et en abaissant l'arbre d'entraînement par des moyens entièrement mécaniques.
Sur la figure 22 une peche 401 est placée sur un châssis mobile 402 par l'intermédiaire de consolas 403 montées sur ce châssis, La poche est maintenue en place sur le chacals mobile 402 du fait que sa partie inférieure est immobilisée par des pinces manoeuvrées par un volant 404. Le châssis mobile 402 rapose sur un certain Nombre de blocs supports 406 qui sont disposas suivant une aircon- férence sur un bâti fixe 405 de l'appareil, en étant espaces d'une manière appropriée les uns par rapport aux autres, le châssis mobile reposant sur des billes 407 tournant librement et montées air les blocs supporta respectifs 406.
Au @antre du chassie de montage est fixe un manchon 408 dans lequel ost emboîtée une noix excentrée 409 présentant une bride inférieure 410 s'étendant radialement, cette bride portrnt un certain nombre de billes 11 tournant librement. La noix excentrée 409 est supportée par le bâti fixa 405 par l'intermédiaire des billes 411, ainsi qu'il est illustra. Le manchon 40 paut tourner par rapport à la noix excentrée 409 grâce à la prévision d'un roulement à billes
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1 412 antre eux..
. Un cylindre creux 413 est fixé au centre du bâti fixa 405. Un [arbre à manivelle 417 est logé dans le cylindre @ 413 et un manchon 414 formant palier est interposé entre aux.
L'arbre à manivelle 415 est cannelé à sa partie inférieure, ainsi qu'il est indiqué en 415, et sa partie supérieur* est réalisée sous la tonna d'un caneton ou d'un axe inclinée 416 adapté de manière à s'emboîter dans la noix 409. 'un.. roua conique 418 est solidaire de la partie cannelée 415 de l'arbre à manivelle afin d'entraîner en rotation ca dernier.
In pignon conique 422, an prise avec la roua conique 418, est fixé à un arbre rotatif 421 qui est mû an rotation par un en- sembla 420 comprenant un moteur d'entraînement et un disposi- tif da changement de vitesse. Avec cetta disposition, la ro- tation de la'roue conique 418 provoque une rotation excentrée du manchon 408 et par conséquent du châssis de montage 402 portant la poche 401. Il en résulte qua le bain en fusion contenu dansla pocha est soumis à des forças centrifuges provoquées par la rotation excentrée de la pocha, ce qui produit un mouvement tourbillonnaire du bain.
Une caractéristique importanta de cet appareil est qua la manchon 414 formant palier, lequel est emboîta dans le cylindre 413, est agencé da manière à pouvoir sa déplacer verticalement et il présente à cet effet una tige 423 s'étan- dent latéralement, cette tige faisant saillie à travers une fente allongée formée dans, la paroi latérale du cvlindra 413, à l'extérieur- de ce dernier. Un plongeur tubulaire 424 est fixé à l'extrémité externe de cette tige 423, de manière A se déplacer verticalement avec cette dernière.
La plongeur tubu- laire 424 est amboité dans un guida cylindrique 425 fixé au cote adjacent du cylindre 413, un ressort de compression 426 @
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étant loge entre la plongueur 424 et la guide 425 ainsi qu'il est illustrât Un galet ou tout autre organa suiveur 427 est fixé à la partie inférieur* du plonguaur 424 de manière à venir en contact avec une same 428 disposée en dessous La came 428 est montée sur w. arbre d'entraînement disposé hori- zontalement sur un support approprié 429.
En fonctionnement, lorsque la came 428 est entraînée en rotation d'una manière continue, la plongeur 424 est animé d'un mouvement vertical alternatif en étant soumis à l'action du ressort 426, afin de faire varier cylin- riquement l'excentricité du maneton incliné 416, ce qui a pour résultat'que le châssis 402 de montage de la poche oscil- le avec une amplitude d'oscillation variable. Autrement dit, le mouvement giratoire de la poche a une ax@antricité qui va* rie dans Certaines limbes déterminées par la course de la came 428.
En conséquence on applique d'une manière répétée au bain en fusion contenu dand la pocha un mouvement tourbil- lonnaire vertical ainsi qu'un mouvement "inclus". Après qu'un mouvement tourbillcnnaire du bain a commencé à se produire il n'y a plus lieu de faire varier l'amplitude du mouvement giratoire de la poche ou d'augmenter la vitesse de rotation de cette dernière, Grâce à la prévision d'un tel mécanisme à came, le mouvement tourbillonnaire.du bain et les ondes résul- tant de ce mouvement peuvent être effectivement maintenus même lorsque l'excentricité du mouvement giratoire de la poc@e est diminuée rapidement jusqu'à un minimum, après que l'excen- tricité a atteint une valeur prédéterminée,
tant que cette variation d'excentricité est répétée cycliquement. Egalement même après que l'excentricité a été réduite à son minimum et que corrélativement la mouvront da la came de même que la mouvement giratoire de la poche ont été interrompus, la mou- vement tourbillonnaire du bain continue, par suite de l'inertie
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de la masse fondue, pendant une période de temps dépendant t des propriétés physiques du bain et des matières qui lui sont ajoutées.
Si on redémarre ensuite à ce moment la mol- vement de l'arbre & manivelle dans la direction inverse,'1 tout an entraînant la cama dansle même direction que précé- demment, la mouvement tourbillonnaire du fluide précédemment
Maintenu est transformé en une turbulence avec le mouvement "inclus" corrélatif. Il en résulte que le cantre de gravité de la masse fluide est déplacé additionnellement afin de provoquer un mouvement du fluide.
Cependant on a trouvé que l'opération de brassage -peut être effectuée d'une manière efficace pendant une période de temps limité* en utilisent de nouveau l'impulsion afin de provoquer la mouvement tourbil- lonnaire du fluide à un instant désira quelconque au cours de la période durant laquelle l'amplitude du mouvement giratoire de la poche est augmentée, et en répétant ensuite la modifica- tion cyclique d'excentricité et la direction de la rotation de pocha.
On se référera maintenant aux figures 23 et 24 qui représentent un autre mode de réalisation de la présente invan- tion qui est particulièrement bien adapté à une utilisation avec une poche très lourde.
Une embase ou un bâti fixa 501 porte. , sa partie supérieure, une cage inférieure 503 ayant une forme générale plane, présentant une paroi latérale maintenant des billes et fixée à la partie supérieure de 1' embase en position horizon- tale. Dans la cage 503 sont logées plusieurs billes espacées 502, réparties d'une manière appropriée,
lesquelles sont des- tinées à supporter une cage supérieure 505 qui est fixée à la face inférieure d'un châssis oscillant 504 portent un*- Autrement dit la totalité du poids du châssis oscillant 50@ @t de la pocha que portecedernier est répartie sur l'sasemble des billes espacées 502 at il est, l'intermédiaire
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Un mécanisme d'entraînement, comportant deux ou plusieurs dispositifs d'entraînement à manivelle, est prévu pour appliquer au châssis oscillant 504 un mouvement oscilla. toira dans un plan horizontal.
Trois ansamblaa de dispositifs d'entraînement à arbre à manivelle sont utilisés dans la mode -de réalisation représenté sur les figures 23 et 24. A cet et- fat la châssis oscillant 504 à la forme générale d'un triangle
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êquîletéral ot les arbres à manivalld 506 portant dès monatons respectifs 507 qui sont liés au châssis 504 aux sommets ras- pctifs da ce damier. Chacun des arbres à manivelle 506 est supporté en rotation par un palier 509 monté sur un arbre
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510 s'étendant verticalamant et fixé aux fondations* Las manetons 507 ont la mima cntric1t at ils sont calés avec la m*à* phfse par rapport au châssis oscillant 504* Pour qua las arbres à
manivelle 506 tournant en aynchro- nisme lus uns avac lus autres, chacun d'aux est solidaire d'un pignon connue 508 qui est en prise avec un pignon/512 monté
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sur un arbr-4 511, Las arbres 511 sont entraînés simultanément à partir 4'un moteur commun 513,Far l'intermédiaire d'un ar- bre d'entraïnectent 514, comma on peut le voir sur la figure 24.
On notera qua las trois dispositifs d'antraînamant à man1vQll et la châssis oscillant formant ensemble un zée-- nisme à liaison unique afin d'appliquer un mouvamant ou- villatoira horizontal au châssis 504 sous l'action des arbres à manlvo.1,j. Pa Cdttd façon la châssis oscillant 504 oscille suivant un cercle avant un rayon qui correspond à la valeur du Ilixeintricité a das menatons 507 tout an étant supporté par lus billes 502.
Accû3soir,mant las arbrue à manivelle 506 warvant eux fins d'oscillation et d'entraînement at ils ont Jgaln pour rôle dlincoisser les forces centrifuges et les moments da roulemùnt dis partids associédu maïs ils ne sup- portant an aucun, cas la poids des éléments oscillants, laquai qst encaissé: par los billas individuelles ,02 logeas entra las @ @ .'
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cages supérieur et inférieure. Il est clair que les b1.' ':, 502 servent également A rendra régulier le mouvement 7oM1- ,
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latoire du châssis 50t,... " \8 La mode de réalisation de l'appareil qui vient ,J d'être décrit, présente un certain nombra de caraot6r1ettq... avantageuses. En premier lieu il ast d'une construction simplt-'
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fiée.
La bâti fixe 501 et le châssis oscillant 504 na sont paa liés l'un' l'autre par un dispositif de connexion mécanique mais simplement par plusieurs billes de rouirent $02 sur lesquelles le chassie oscillant 504 est piacé.
Comma on peut le concevoir aisément, cette struc-
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turu est très simple à assembler ot d4'.s8emb'r elle est relativement exempte de défauts de fonctionnement, peu oné- reuse à fabriquer et alla facilite l'inspection et les répa- rations.
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En second lieu, étant donné la prh1/i)n due billes de roulement 502 disposées, en étant espacées las unes des au- tres, entre le bâti fixe 501 et le châssis oscillant 504, en vue de supporter le châssis oscillant 504, ce dernier peut osciller librement et d'una manière très régulière, ainsi qu'il a été décrit ci-dessus, et, puisque cette oscillation s'effec-
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b tua par l'intermédiaire du roulement des bl14as individuelles 502, la châssis 504 est soumis, au cours da son mouvement oscil- latoire, uniquement à un frottement très limité, indépendam- mont de la direction da l'oscillation. Ceci permet évidemment àla poche d'appliquer/des rotations oscillatoires dans les directions avant at arrière, sans entrave, indépendamment du rayon de l'oscillation.
On se référera maintenant aux figures 25 et 26 qui représentent une autre forma d'exécution d'un appareil
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oscillant particulièrement adapté à l'utilisation d'une poche lourde.
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Si on ce réfère tout d'abord A la figure 25, on y
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voit que l'appareil comporta un bâti fixe 601 et un châssis oscillant 604 surmontant la premier,
ce châssis oscillant parlant une.poche et étant supporta d'une manière mobile par un dispositif formant palier lequel comporta trois cagas inférieures 602 (ou davantage} fixées dans des positions appropriées sur la parti supérieure du bâti fixe 601. Chacu- ne des cages inférieures 602 a la forma d'une assiette et alla comporta une brida périphérique incurvée et une partie centrale plane.
Un ensable de billes d'acier 603 sont logées, à proximité les unes des autres, dans la cage inférieure an forma d'assiette de manière à remplir la partis centrale pla- . ne de la cage et également une partie de sa bride périphéri- que.
Sur chaque ensemble de billes d'acier 603 est placée une cage supérieure.605 qui est fixée à la face inférieure du châssis oscillant 604 si bien que la totalité du poids de la partie oscillante da l'appareil est supportée, d'une ma- nière pratiquement uniforme, par la bâti fixe 601, par l'in- termédiaire du mécanisme de palier comportant les ensembles de billes d'acier 603 et les cages inférieures 602 et supé- rieures 605. Lorsque le châssis oscillant 504 est entraîna de manière à effectuer une rotation oscillatoire ayant une excentricité de valeur prédéterminée e, par un mécanisme qui aéra décrit plus loin,
les cage? supérieures 605 oscillent naturalisant conjointement avec le chassie oscillant 604 et avec l@ même excentricité e, et les billes d'acier 603 qui se trouvent entre les cages inférieures 602 et supérieures 603 associées, sont amandes à rouler conjointement avec la cage supérieure oscillante. Puicoue la distance sur laquelle les billes 603 se déplacent, est égale à la Boitte de la distance parcourue par la cage supérieure 605, les billes 603 viennent en contact successivement avec cette cage afin de rouler la long de cette dernière et d'être ensuite dégagées d'entre les cages supérieure et inférieure.
De catta façon la partie
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oscillante de l'appareil peut âtre supportée d'une manière continue et régulière par les ensembles de billes d'acier
603. Naturellement les cages supérieures 05 ont chacune, dans ce mode de réalisation, une aire notablement inférieure à celle de la cage inférieure 602 associée, comme on peut le voir clairement sur las figures 25 et 26.
Accessoirement, puisqua les billes d'acier sont disposées très près las unesdes autres dans la cage inférieu- re 602 de manière à remplir la partie périphérique incurvée formant bride ainsi qua la partie centrale plane de la cage inférieure en forme d'assiette, ainsi qu'il a été décrit si- dessus, las billes 603 tendant toujours à se rassembler dans la région centrale de la cage 602 et ainsi elles peuvent âtre soumises d'une manière répétée au processus ci-dessus au cours duauel les billes individuelles sont prises entre les cages Supérieure et inférieure afin da rouler conjointement avec les prertèressur les secondes, puis sont ensuite libérées sans né @ssiter des moyens da maintien additionnels quelconques.
On comprendra que las cages inférieures 602 ont une forme et des dimensions telles que les billes individuelles 603 qu'elles contiennent, sont empêchées effectivement du déborder au doit de la bride périphérique, môme lorsqu'elles sent dégagées de la cagd supérieure oscillante.
Le mouvement oscillatoire du châssis oscillant 604 est provoqué par un mécanisme à manivelle qui comporte plusieurs arbres à manivelle. Si ce mécanisme comportait un seul arbre à manivelle, il serait impossible de commander effectivement le mouvement du châssis oscillant 604. Les divers arbres a manivelle, coopérant avec le châssis 604 afin de constituer unis liaison mécanique, sont entraînas à partir d'une source d'énergie d'entraînement appropriée afin d'appliquer un mouve- mant oscillatoire au châssis 604. Dans la forme d'exécution
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illustra, le mécanisme d'arbre à manivelle comprend trois arbras à manivelle 606 disposes d'une manièra appropriée sur les fondations da maniera à être entraînés simultané- ment.
Chacun des arbres à manivelle 606 porto, à sa partie supérieureun maneton 607 ayant une excentricité prédéter-
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minée v et il ast onag6 sur un axa fixa 610 par l'intermé- diaire d'un palier 609 logé dsns la partie inférieure da l'ar- bru à manivelle 606. Sur chaque arbre à manivelle 606, entre ses extrémités, est prévu un pignon conique 608 qui est
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connecté à une source d'énergie d' entraînement 615, talla qu'un motour électrique, par l'intermédiaire d'un pignon conique associé 611, un arbre à pignons 612 et un arbre d'en- traînement commun 613 connecté à l'arbre à pignons par l'in-
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termédiaire d'une naira de pignons coniques.
Une paire de pignonu 614 interconnecte l'arbre d'entraînement 613 et l'ar- bre du moteur, ainsi qu'il est illustré sur la figura 26. Il est clair que las arbres à manivelle 606 sont agencés de ma-
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r.1àr'J à 3tra entraînas en phase les uns tvac les autres, et qu'ils servent à appliquer un mouvement oscillatoire au châssis 604, tout en encaissant la force centrifuge des é- ce
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1G.^.canta oscillants. Il convient da not3l/p.ndant qu'aucune pûrtlj du poids doa 1f.m.mt5 oscillants n'est supportée par 1':: arbres à manivulle 606.
Dans 1 ' ajncuir.jnt ci-dessus on voit que le châssis n;;c131-nt 6C4 portant 3a poche eat supporta librement par #iuo 3<jr.blus d,: h111\ol:'; d'acier 603 et qu'il peut 3trd . r;\.<::.1::: '1. t Qut t">:rr..:; sra oscillatoire qui l'on désire par l' i:1t<Jl'!:'.di'd,r\J du m<îcc'iniw:.e 4 manivelle on étart commandé 1.c..4Iit5v...::,....r..t par Ca dernier.
Il eût clair quu tous les modes da réalisation qui ?# * it' dôcrlts ci-deseua, sent construits de telle façon que 1/. r..... UjD tr...: vtrp1n un rotation danr l'une ou l'au-
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tr@diraction et qud le changement de direction de la rote- tion peut- être effectué en commandant, un moteur à courant alternatif triphasé par l'intermédiaire d'un commutateur sp- proprié, lequel paut 3trd du type à commande manuell. ou automatique suivant un certain programma.
Il est du rasta bien entendu que les modas de réalisation de l'inven,tion qui ont été décrits ci-dessus en référence au dessin annexé ont été donnée à titra purement indicatif at nullement limitatif et que de nombreuses modi- fications pouvant être apportée sans qu'on s'écarte pour cala du cadre da la présente invention.