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BREVET BELGE "Procédé d'élaboration d'un métal dans un cubilot à gaz et cubilot à gaz pour le réaliser".-
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L'invention concerne les procédés d'élaboration d'un métal dans les cubilots à gaz et les cubilots à gaz pour réaliser ces procédés.
On connaît un procédé d'élaboration d'un métal dans un cubilot à gaz, dont la cuve est partagée par deux gra- dins en une chambre de fusion de la charge et une chambre de sur- @ -''chauffe du métal, dans les parois de laquelle sont montés des brûleurs et dans la. sole de laquelle est ménagé un bassin pour @ -le collecte du métal liquide. Ce procédé permet d'obtenir une fonte de qualité.
Toutefois, la production du cubilot connu est limitée et, pour l'accroître, il faut augmenter les dimensions du cubilot.
Le but de la présente invention est d'accroître ! la production du cubilot sans augmenter ses dimensions.
La solution consiste en ce que, lors de l'élabora- tion du métal dans le cubilot à gaz, on crée suivant l'invention{, sur le chemin que parcourt le métal liquide dans la chambre de surchauffe,un arc électrique qui surchauffe les gouttes de métal.
On propose aussi, pour la réalisation du procédé indiqué, un cubilot à gaz dont la cuve est partagée par deux gradins en une chambre de fusion de la charge et une chambre de surchauffe du métal, dans les parois de laquelle sont montés des brûleurs et dans la sole de laquelle est ménagé un bassin pour la collecte du métal liquide, la chambre de surchauffe du cubilot étant pourvue, suivant l'invention, au-dessus des brûleurs d'au moins deux pai- res d'électrodes diamétralement opposées pour la production d'un arc électrique.
Il est avantageux de monter sur la sole du gra- din inférieur et dans la sole du bassin pour le métal liquide des électrodes auxiliaires raccordées à des pôles différents de
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la source de courant pour crée,,, un potentiel électrique entre elles.
Le procédé proposé et le cubilot à gaz pour le réaliser avec mise en oeuvre d'un arc électrique donnent la pos- sibilité d'intensifier notablement le processus d'élaboration du métal liquide et d'atteindre plus vite la température de sur- chauffe nécessaire du métal,ce qui permet d'accroître la produc- ti on du cubilot à gaz. Etant donné que la chaleur de l'arc élec- trique surchauffe non seulement le métal liquide et le laitier coulant continuellement de la chambre de surchauffe à l'avant- creuset,mais aussi les produits de combustion du gaz cheminant de la chambre de surchauffe du métal à la chambre de fusion de la charge, il y a aussi accélération de la fusion de la char- ge.
En outre l'application de l'invention proposée se traduit par une diminution de l'oxydation du métal.Comme l'oxydation du métal est un phénomène d'interaction des ions chargés du métal et de l'oxydant, tout moyen s'opposant à la formation d'ions libres de métal et d'oxydant s'opposera aussi à l'oxydation du métal. L'électricité s'est avérée être un tel moyen efficace; en l'utilisant on peut soit ajouter aux ions les électrons manquants, soit leur enlever les électrons en excès.
Il se forme alors des molécules stables de métal et d'oxydant dont l'activité s'abaisse,et, par conséquent, la probabilité d'oxydation du métal par l'atmosphère du four et le laitier se trouve diminuée,
De la sorte, le cubilot à gaz peut donner un métal surchauffé de qualité, la température du métal et la pro- duction du cubilot pouvant être réglées dans une plage étendue, par modification de la quantité d'énergie électrique amenée aux électrodes montées sur la sole du gradin inférieur; dans le bassin de métal liquide et dans la chambre de surchauffe du métal.
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L'invention est expliquée ci-après par un exemple de réalisation et des dessins qui représentent : - la figure 1, un cubilot à gaz,suivant l'inven- tion, en coupe ;
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là flre 2, 1;. coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3, la coupe suivant la ligne III-III de la figure 2;
Dans la cuve du cubilot(figure 1) sont réalisés deux gradins 1 et 2. Le gradin inférieur 1 sert à soutenir la colonne de charge et le gradin supérieur 2 sert à prévenir les éboulements de la charge dans la partie inférieure de la cuve du cubilot.
Les gradins 1 et 2 sont refroidis par des tubes 3 dans lesquels circule de l'eau. Les gradins 1 et 2 partagent la cuve du cubilot à gaz en deux chbmbres une chambre 4 de fusion de la chbrge et une chambre 5 de surchauffe du métal.
Entre les gradin3, dans le garnissage de la gorge semi-circulaire 6, la cuve a une section plus large, Sur la sole 7 du gradin 1 il y a une barrière séparatrice 8 {flg.2 et 3). A la partie in-
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:éri;,re de la h<'1"",bre 5, dans sa scIé 9,et n4r.a::;.1 un bassin 10 w'3 ;'l'3 lequel le tJt<Jl s:a<e.;.=.ile et. est s'J.rcrf<':1{' r.ë8nt lté13oration Dans le garnis;,ag1 u-jeSS'J.5 du bassin 10,sont disposés suivant le périmètre une ou plusieurs rangées d'ouvreaux 11 équidistants dans lesquels on conte des brûleurs 12 à gaz.
Pour que le r-étal soit surchauffé lorsque la
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production e s : leve..c'est-à-d:L;;4e en régil" t.Pla't1crtion inten- s,Àfi-6, on 9 rnont6 dan3 le grni3a6e des électrod5 13,14 et 15 isolées de l'enveloppe du cubilot et connectées à des éléments de graphite 16,17 et 18 sur la sole 9 de la chanbre de surchauffe, sur la sole 7 du gradin 1 st dans le garnissage de la chambre 5 de surchauffe,au-dessus des ouvreaux 11 des brûleurs 12 à gaz.
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Avant de commencer l'élaboration, on réchauffe le cubilot à gaz jusqu'à ce que la température dans la chambre
5 atteigne une valeur de l'ordre de 1600 C. Ensuite on enfourne dans la chambre 4 une charge constituée de métal et de fondants..
Les gaz chauds, en passant entre les gradins 1 et 2 arrivent à la chambre 4 où ils fondent le métal qui tombe du gradin 1 dans le bassin 10 sous la forme de gouttes et de filets.
Pendant la fusion et la surchauffe du métal, on lui amène du courant continu : par les électrodes 14 sur la sole
7 du gradin 1, par les électrodes 13 dans le bassin 10 de métal liquide, et par les électrodes 15 dans la chambre 5 de surchauffe du métal. La polarité et les paramètres du courant amené aux électrodes 15,14 et 13 sont tels qu'un arc s'amorce entre elles, que cet arc surchauffe le métal pendant la chute des gouttes et des filets de la sole 7 du gradin inférieur 1 et que le métal soit mis à un potentiel électrique s'opposant à son oxydation.
Le bassin 10 dans la sole 9 de la chambre 5 se remplit de métal.
Le laitier tombe aussi d&ns le bassin 10, mais il coule conti- nuellement de la surface du métal dans l'avant-creuset 19. De la sorte, la surface du métal est débarrassée en permanence du lai- tier qui ne gêne pas la surchauffe du métal par les produits de combustion du gaz. Le métal surchauffé est coule dans l'avant- creuset 19 où il est prélevé au fur et à mesure que cela est nécessaire.
Le cubilot à gaz à forte surchauffe du métal liquide par arc électrique est prometteur; il trouvera des applications étendues dans l'industrie en tant qu'unité de fusion continue pour les ateliers de fonderie à production à la chaîna, ainsi que pour élaborer divers alliages réfractaires.
Le cubilot à gaz proposé est de conception assez simple, tout en permettant l'accroissement de sa production et
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de la température du métal dans une plage étendue, l'encom- brement du cubilot et la surface du bassin dans la chambre de surchauffe restant les mêmes.
REVENDICATIONS
1.- Procédé d'élaboration d'un métal dans un cubilot à gaz, caractérisé en ce que, sur le chemin que p&rcourt le métal liquide dan@la chambre de surchauffe, on crée un arc électrique pour la surchauffe des gouttes de métal.