CA1165117A - Dispositif de traitement d'un bain de metal liquide par injection de gaz - Google Patents
Dispositif de traitement d'un bain de metal liquide par injection de gazInfo
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de traitement d'un bain de métal liquide et, notamment, d'aluminium ou de ses alliages par injection de gaz. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un agitateur rotatif dont l'extrémité inférieure repose, à l'arrêt, sur un bouchon d'injection de gaz placé au fond du bain et qui, sous l'action de la pression du gaz émis par le bouchon, se soulève et ainsi supporté par un palier fluide, peut, sous l'action d'un couple extérieur, tourner librement autour de son axe et laisser échapper, par l'espace qui le sépare du bouchon, une multitude de bulles de gaz régulièrement dispersée. Ce dispositif permet d'assurer un contact intime entre gaz et métal liquide et d'améliorer ainsi l'efficacité du traitement. Il trouve son application dans le traitement des métaux dont on veut éliminer l'hydrogène et des impuretés non métalliques.
Description
l ~G~117 La présente invention est relative ~ un dispositif de traitement d'un bain métal liquide contenu dans un récipient et, notamment, d'aluminium ou de ses alliages par injection de gaz.
L'homme de l'art sait qu'avant de procéder à la mise en forme de produits métallurgiques semi finis, il est nécessaire de traiter le métal brut d'élaboration pour le dé-barrasser des gaz dissous et des impuretes non metalliques qu'il contient et dont la présence nuirait aux propriete souhai-tees et à la facilité~de solidification des pièces fabriquees.
Deux voies principales de traitement sont connues actuellement: la première consiste ~ faire passer le metal liquide à travers les milieux de filtration inertes ou actifs qui retiennent les impuretes soit mécaniquement, soit à la suite de réactions chimiques, soit en exerçant les deux effets;
la deuxième voie recourt à l'utilisation de gaz inertes ou réac-tifs ou de leurs mélanges, lesquels sont brasses plus ou moins intensement avec le metal liquide, en presence ou non de pro-duits tels que des flux. Ces deux voies peuvent, d'ailleurs, être combinées entre elles.
Suivant la deuxième voie, de nombreuses réalisations ont été faites portant, entre autres, sur la manière d'intro-duire le gaz dans le bain de métal liquide et sur la façon d'obtenir une plus ou moins grande dispersion des gaz dans le métal. C'est ainsi que, dans le brevet français n 1 555 953, le gaz est amené dans le bain par un plongeur dont la partie inférieure est équipée d'un dispositif rotatif assurant le brassage et la répartition du gaz à travers une grande surfa-ce du bain.
Dans le brevet français n 2 063 916, le gaz est insuffle dans le metal fondu au moyen d'une lance à double en-veloppe refroidie par eau.
~ 1 65~. 1 7 Dans le brevet français n 2 166 014, on injecte des gaz sous forme de petites bulles discretes au moyen d'un dispositif constitue d'un arbre rotatif solidaire d'un rotor a ailettes, d'un manchon fixe entQurant ledit arbre et relié
a son extrémité inferieure à un stator à ailettes; arbre et manchon sont separés par un passage axial dans lequel les gaz sont transportés et introduits au niveau des ailettes où ils sont subdivisés en petites bulles et amenés en contact intime avec le métal agité par le rotor.
Dans le brevet français n 2 200 364, le gaz est introduit au centre de rotation d'un agitateur à turbine et mis en contact avec le métal liquide dans des conditions d'agi-tation évitant toute émulsification.
De nombreuses solutions ont été proposees. Toute-fois, chacune d'elles présente des inconvénients. Ainsi, les dispositifs d'injection de gaz, par l'intermédiaire d'un agi-tateur, recourent à l'utilisation de canaux de distribution de gaz placés au sein dudit agitateur, ce qui en complique la réalisation et conduit à des systèmes fragiles et d'un entretien coûteux; de plus, ces canaux sont la source de pertes de charge importantes qui limitent la vitesse d'injection de gaz dans le bain. En outre, la vitesse de rotation de tels dispo-sitifs et, par suite, leur pouvoir de dispersion des gaz et d'agitation du bain, est limitée par l'apparition de balourds et de phénomènes d'abrasion. Certes, on peut parer à ces ba-lourds en fixant les arbres des agitateurs par leur extrémité
inférieure, mais il est alors nécessaire soit de monter des paliers supports travaillant au contact de metal liquide, à
température relativement élevée, soit de prolonger ces arbres en dehors du récipient de metal et de les equiper de joints tournants. Ce sont autant de solutions qui entrainent des difficultés technologiques souvent insurmontables.
~ ~ 65 ~ 1 7 C'est pourquoi, la demanderesse a cherche et mis au point un dispositif de traitement d'un bain de métal liquide par injection de gaz dans lequel on supprime l'alimentation en gaz par l'arbre de l'agitateur et toutes les complications de realisation qui en resultent; on limite les phenomènes de balourd et d'abrasion et on obtient un effet de laminage et de dispersion des bulles de gaz tel que l'efficacite de traite-ment du metal s'en trouve sensiblement ameliore.
Ce dispositif de traitement d'un bain de metal liquide contenu dans un recipient par injection de gaz est caracterise en ce qu'il comprend un agitateur rotatif dont l'ex-tremite inferieure repose, à l'arrêt, sur un bouchon d'injec-tion de gaz place au fond du bain et qui, sous l'action de la pression du gaz emis par le bouchon, se soulève et, ainsi supporte par un palier fluide, peut, sous l'effet d'un couple exterieur, tourner librement autour de son axe et laisser echap-per par l'espace qui le separe du bouchon, une multitude de bulles de gaz regulièrement dispersees.
Le dispositif selon l'invention est donc forme par la combinaison de deux moyens: un agitateur rotatif, d'une part, et un bouchon d'injection de gaz, d'autre part.
L'appareil peut presenter en outre l'une au moins des caracteristiques suivantes: l'agitateur rotatif est cons-titue d'une pièce massive de forme cylindrotronconique dont la partie superieure est pourvue d'une ouverture cylindrique dans laquelle s'engage l'arbre sur lequel est exerce un couple exterieur. La partie inferieure de cet agitateur peut avoir une surface lisse ou presenter plusieurs echancrures radiales de profondeur croissante vers la peripherie, de manière à
faciliter l'entrainement des gaz d'injection. Ces echancrures s'etendent par exemple en longueur sur un tiers environ du diamètre de l'ag tateur et peuvent se prolonger sur la face ~ 1 6~ 1 1 7 laterale en formant des sortes d'helices orientées vérs la droite ou vers la gauche et dont le pas est plus ou moins grand suivant les conditions de traitement.
L'arbre de l'agitateur est equipe d'un système antivortex place à l'interface bain-atmosphere, de façon à
limiter les deplacements du metal liquide qui pourraient nuire à une dispersion convenable des gaz.
Le couple exterieur est exerce de preference par un moteur à vitesse variable fixe sur un support dispose à la partie supérieure du recipient.
L'arbre de ce moteur est solidaire de l'arbre de l'agitateur par l'intermediaire d'un système de liaison quelcon-que qui permet à l'agitateur de pouvoir decrire un mouvement de translation vertical sur une distance de plusieurs milli-mètres.
Le bouchon d'injection de gaz est constitue d'une pièce cylindrique dont la face superieure est percee de trous de petit diamètre, qui peuvent être disposes en couronnes et qui sont relies à l'interieur du bouchon à des canaux se regrou-pant en uncanal central qui debouche sur une chambre de deten-te alimentee en gaz par une tuyauterie exterieure au recipient.
Suivant un autre mode de realisation de l'invention, la masse du bouchon situee au-dessus de la chambre d'expansion, peut être realisee avec un materiau poreux.
L'agitateur et le bouchon sont disposes, l'un par rapport à l'autre, de façon que les axes de symetrie verticaux de chacun d'eux soient confondus.
La face inferieure de l'agitateur et la face supe-rieure du bouchon sont adaptees l'une à l'autre afin qu'au re-pos, elles soient en contact l'une avec l'autre et provoquentune obstruction des orifices d'injection de gaz.
Cette adaptation peut être realisee par exemple en ~ 4 ~
i ~65~l17 donnant à ladite face du bouchon une forme conique et en ména-geant dans ladite face de l'agitateur une cavite de forme sem-blable.
Lors du fonctionnement du dispositif, la pression de gaz admise au niveau du bouchon soulève l'agitateur et realise un palier fluide de sorte que, lorsque le moteur d'en-trainement est mis en service, ledit agitateur peut tourner librement sans contact avec le bouchon.
On peut ainsi obtenir de grandes vitesses de rota-tion sans risque d'usure du palier; de plus, l'adaptation rea-lisee notamment avec des faces coniques, combinee à l'injec-tion de gaz, assure un centrage de l'agitateur et limite le balourd. Dans ces conditions, on a un dispositif robuste qui assure un brassage intense du bain et un laminage du gaz dans l'espace compris entre le bouchon et l'agitateur, de façon à
le laisser s'echapper dans le metal sous la forme d'une mul-titude de bulles régulièrement dispersées. Il en résulte un contact intime entre gaz et metal et une efficacite de trai-tement remarquable.
L'agitateur et le bouchon sont composés, de pré-férence, de graphite mais, toute autre matière ayant une tenue suffisante au métal liquide convient également.
Le gaz admis par le bouchonest un gaz neutre tel que l'argon, l'azote ou un gaz reactif comme le chlore ou leurs melanges, ou tout autre gaz susceptible de traiter le métal.
Un, tel dispositif est mis en place sur un recipient contenant le bain de metal à traiter. Ce peut être, par exem-ple, une poche à travers laquelle passe le metal en continu avant d'etre coule. Ce recipient peut comporter, de façon classique, une cloison et, alors, le dispositif est place dans le compartiment amont. Le fond de cette poche peut être pour ~ 1 ~S ~ 1 7 vu d'un lit de filtration ou non. Cette poche est équipée de moyens qui permettent de maintenir à la surface du métal liqui-de une atmosphère neutre et d'éviter ainsi toute action oxydan-te de l'air exterieur.
Ce récipient peut aussi être pourvu de moyens de chauffage destinés à maintenir le métal à l'état liquide.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide des dessins qui accompagnent la demande et qui représentent un type particulier et non limitatif de dispositif.
La figure 1 représente, en coupe verticale, le dis-positif agitateur-bouchon.
La figure 2 représente une vue de dessous de l'agi-tateur.
La figure 3 représente, en coupe verticale, le dis-positif installé sur une poche de coulée en continu.
Sur la figure 1, on distingue:
- l'agitateur (1) maintenu par un filetage (2) sur l'arbre (3) et dont la partie inférieure présente une surface conique (4) pourvue d'échancrures (5);
- le bouchon d'injection (6) qui a une surface conique vers laquelle aboutissent des canaux (7) issus d'un canal central (8) débouchant d'une charnbre de détente (9) alimentée en gaz par une tuyauterie (10). Ce bouchon est inséré dans le revêtement (11) d'une poche de coulée par l'in-termédiaire d'un joint isolant (12) et tenu en place par une plaque (13) boulonnée en (14) sur l'armature métallique (15) de la poche.
La figure 2 montre la disposition des échancrures (5) sur la surface conique (4) de la partie inférieure de l'a-gitateur.
Sur la figure 3, on voit le dispositif de l'inven-tion équipant une poche de coulée (16) partagée en deux com-Il 1 6~1 17 partiments amont (17) et aval (18) par une cloison (19). Sur un support (20) placé ~ la partie supérieure de la poche, repo-se le moteur ~21) dont l'arbre de rotation (22) est relié à
l'arbre (3) de l'agitateur par un système (23) au moyen duquel l'arbre (3) peut se déplacer verticalement. Cet arbre peut être équipé d'un système antivortex (24).
La poche est alimentée en métal liquide par le chenal (25) et s'écoule vers le fond du compartiment amont, puis en-dessous de la cloison (19) vers le compartiment aval avant de quitter la poche par le chenal (27).
Au cours de son passage dans le compartiment amo~,, le bain de métal délimité par les parois de la poche et la sur-face (28), est brassee intimement par l'agitateur avec forma-tion d'une multitude de bulles de gaz finement dispersees qui s'échappent par l'espace (29) se formant sous la pression des gaz entre la partie inférieure de l'agitateur et la partie su-périeure du bouchon.
La présente inventionest illustrée par les résultats obtenus au cours d'essais mettant en oeuvre le dispositif décrit ci-dessus, ces résultats étant donnés à titre indicatif et ne pouvant en aucune façon limiter la portée de l'invention.
Le métal a traiter était un alliage d'aluminium de la série 6000, qui a été amené à l'état liquide, à une tem-pérature voisine de 720C; suivant un debit de 5 tonnes par heure dans une poche de coulee où la hauteur de bain etait de 80 cm.
Le bouchon, du type à canaux, etait alimente avec de l'argon à raison de 2 m3/h environ sous une pression com-prise entre 1,2 et 1,4 bar.
L'agitateur tournait à une vitesse de 400 t/minute.
A l'entrée de la poche, l'alliage presentait 10 bulles au test de solidification sous vide; après passage I ~ ~51 1 7 dans la poc~e, le nombxe de bulles e~ai~ ~ul. Ceci ~ontXe l'efficacite du traitement o~tenu au moyen du ~ispositif re~
vendique.
La présente invention trouve son applicatio~ da,ns le traitement des metaux liquides par u~ gaz, et nota,mmen~
dans le traitement de l'aluminium ou de ses alliages POUX l~e~
limination de l'hydrogene et des impuXetes non metalli~ues.
L'homme de l'art sait qu'avant de procéder à la mise en forme de produits métallurgiques semi finis, il est nécessaire de traiter le métal brut d'élaboration pour le dé-barrasser des gaz dissous et des impuretes non metalliques qu'il contient et dont la présence nuirait aux propriete souhai-tees et à la facilité~de solidification des pièces fabriquees.
Deux voies principales de traitement sont connues actuellement: la première consiste ~ faire passer le metal liquide à travers les milieux de filtration inertes ou actifs qui retiennent les impuretes soit mécaniquement, soit à la suite de réactions chimiques, soit en exerçant les deux effets;
la deuxième voie recourt à l'utilisation de gaz inertes ou réac-tifs ou de leurs mélanges, lesquels sont brasses plus ou moins intensement avec le metal liquide, en presence ou non de pro-duits tels que des flux. Ces deux voies peuvent, d'ailleurs, être combinées entre elles.
Suivant la deuxième voie, de nombreuses réalisations ont été faites portant, entre autres, sur la manière d'intro-duire le gaz dans le bain de métal liquide et sur la façon d'obtenir une plus ou moins grande dispersion des gaz dans le métal. C'est ainsi que, dans le brevet français n 1 555 953, le gaz est amené dans le bain par un plongeur dont la partie inférieure est équipée d'un dispositif rotatif assurant le brassage et la répartition du gaz à travers une grande surfa-ce du bain.
Dans le brevet français n 2 063 916, le gaz est insuffle dans le metal fondu au moyen d'une lance à double en-veloppe refroidie par eau.
~ 1 65~. 1 7 Dans le brevet français n 2 166 014, on injecte des gaz sous forme de petites bulles discretes au moyen d'un dispositif constitue d'un arbre rotatif solidaire d'un rotor a ailettes, d'un manchon fixe entQurant ledit arbre et relié
a son extrémité inferieure à un stator à ailettes; arbre et manchon sont separés par un passage axial dans lequel les gaz sont transportés et introduits au niveau des ailettes où ils sont subdivisés en petites bulles et amenés en contact intime avec le métal agité par le rotor.
Dans le brevet français n 2 200 364, le gaz est introduit au centre de rotation d'un agitateur à turbine et mis en contact avec le métal liquide dans des conditions d'agi-tation évitant toute émulsification.
De nombreuses solutions ont été proposees. Toute-fois, chacune d'elles présente des inconvénients. Ainsi, les dispositifs d'injection de gaz, par l'intermédiaire d'un agi-tateur, recourent à l'utilisation de canaux de distribution de gaz placés au sein dudit agitateur, ce qui en complique la réalisation et conduit à des systèmes fragiles et d'un entretien coûteux; de plus, ces canaux sont la source de pertes de charge importantes qui limitent la vitesse d'injection de gaz dans le bain. En outre, la vitesse de rotation de tels dispo-sitifs et, par suite, leur pouvoir de dispersion des gaz et d'agitation du bain, est limitée par l'apparition de balourds et de phénomènes d'abrasion. Certes, on peut parer à ces ba-lourds en fixant les arbres des agitateurs par leur extrémité
inférieure, mais il est alors nécessaire soit de monter des paliers supports travaillant au contact de metal liquide, à
température relativement élevée, soit de prolonger ces arbres en dehors du récipient de metal et de les equiper de joints tournants. Ce sont autant de solutions qui entrainent des difficultés technologiques souvent insurmontables.
~ ~ 65 ~ 1 7 C'est pourquoi, la demanderesse a cherche et mis au point un dispositif de traitement d'un bain de métal liquide par injection de gaz dans lequel on supprime l'alimentation en gaz par l'arbre de l'agitateur et toutes les complications de realisation qui en resultent; on limite les phenomènes de balourd et d'abrasion et on obtient un effet de laminage et de dispersion des bulles de gaz tel que l'efficacite de traite-ment du metal s'en trouve sensiblement ameliore.
Ce dispositif de traitement d'un bain de metal liquide contenu dans un recipient par injection de gaz est caracterise en ce qu'il comprend un agitateur rotatif dont l'ex-tremite inferieure repose, à l'arrêt, sur un bouchon d'injec-tion de gaz place au fond du bain et qui, sous l'action de la pression du gaz emis par le bouchon, se soulève et, ainsi supporte par un palier fluide, peut, sous l'effet d'un couple exterieur, tourner librement autour de son axe et laisser echap-per par l'espace qui le separe du bouchon, une multitude de bulles de gaz regulièrement dispersees.
Le dispositif selon l'invention est donc forme par la combinaison de deux moyens: un agitateur rotatif, d'une part, et un bouchon d'injection de gaz, d'autre part.
L'appareil peut presenter en outre l'une au moins des caracteristiques suivantes: l'agitateur rotatif est cons-titue d'une pièce massive de forme cylindrotronconique dont la partie superieure est pourvue d'une ouverture cylindrique dans laquelle s'engage l'arbre sur lequel est exerce un couple exterieur. La partie inferieure de cet agitateur peut avoir une surface lisse ou presenter plusieurs echancrures radiales de profondeur croissante vers la peripherie, de manière à
faciliter l'entrainement des gaz d'injection. Ces echancrures s'etendent par exemple en longueur sur un tiers environ du diamètre de l'ag tateur et peuvent se prolonger sur la face ~ 1 6~ 1 1 7 laterale en formant des sortes d'helices orientées vérs la droite ou vers la gauche et dont le pas est plus ou moins grand suivant les conditions de traitement.
L'arbre de l'agitateur est equipe d'un système antivortex place à l'interface bain-atmosphere, de façon à
limiter les deplacements du metal liquide qui pourraient nuire à une dispersion convenable des gaz.
Le couple exterieur est exerce de preference par un moteur à vitesse variable fixe sur un support dispose à la partie supérieure du recipient.
L'arbre de ce moteur est solidaire de l'arbre de l'agitateur par l'intermediaire d'un système de liaison quelcon-que qui permet à l'agitateur de pouvoir decrire un mouvement de translation vertical sur une distance de plusieurs milli-mètres.
Le bouchon d'injection de gaz est constitue d'une pièce cylindrique dont la face superieure est percee de trous de petit diamètre, qui peuvent être disposes en couronnes et qui sont relies à l'interieur du bouchon à des canaux se regrou-pant en uncanal central qui debouche sur une chambre de deten-te alimentee en gaz par une tuyauterie exterieure au recipient.
Suivant un autre mode de realisation de l'invention, la masse du bouchon situee au-dessus de la chambre d'expansion, peut être realisee avec un materiau poreux.
L'agitateur et le bouchon sont disposes, l'un par rapport à l'autre, de façon que les axes de symetrie verticaux de chacun d'eux soient confondus.
La face inferieure de l'agitateur et la face supe-rieure du bouchon sont adaptees l'une à l'autre afin qu'au re-pos, elles soient en contact l'une avec l'autre et provoquentune obstruction des orifices d'injection de gaz.
Cette adaptation peut être realisee par exemple en ~ 4 ~
i ~65~l17 donnant à ladite face du bouchon une forme conique et en ména-geant dans ladite face de l'agitateur une cavite de forme sem-blable.
Lors du fonctionnement du dispositif, la pression de gaz admise au niveau du bouchon soulève l'agitateur et realise un palier fluide de sorte que, lorsque le moteur d'en-trainement est mis en service, ledit agitateur peut tourner librement sans contact avec le bouchon.
On peut ainsi obtenir de grandes vitesses de rota-tion sans risque d'usure du palier; de plus, l'adaptation rea-lisee notamment avec des faces coniques, combinee à l'injec-tion de gaz, assure un centrage de l'agitateur et limite le balourd. Dans ces conditions, on a un dispositif robuste qui assure un brassage intense du bain et un laminage du gaz dans l'espace compris entre le bouchon et l'agitateur, de façon à
le laisser s'echapper dans le metal sous la forme d'une mul-titude de bulles régulièrement dispersées. Il en résulte un contact intime entre gaz et metal et une efficacite de trai-tement remarquable.
L'agitateur et le bouchon sont composés, de pré-férence, de graphite mais, toute autre matière ayant une tenue suffisante au métal liquide convient également.
Le gaz admis par le bouchonest un gaz neutre tel que l'argon, l'azote ou un gaz reactif comme le chlore ou leurs melanges, ou tout autre gaz susceptible de traiter le métal.
Un, tel dispositif est mis en place sur un recipient contenant le bain de metal à traiter. Ce peut être, par exem-ple, une poche à travers laquelle passe le metal en continu avant d'etre coule. Ce recipient peut comporter, de façon classique, une cloison et, alors, le dispositif est place dans le compartiment amont. Le fond de cette poche peut être pour ~ 1 ~S ~ 1 7 vu d'un lit de filtration ou non. Cette poche est équipée de moyens qui permettent de maintenir à la surface du métal liqui-de une atmosphère neutre et d'éviter ainsi toute action oxydan-te de l'air exterieur.
Ce récipient peut aussi être pourvu de moyens de chauffage destinés à maintenir le métal à l'état liquide.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide des dessins qui accompagnent la demande et qui représentent un type particulier et non limitatif de dispositif.
La figure 1 représente, en coupe verticale, le dis-positif agitateur-bouchon.
La figure 2 représente une vue de dessous de l'agi-tateur.
La figure 3 représente, en coupe verticale, le dis-positif installé sur une poche de coulée en continu.
Sur la figure 1, on distingue:
- l'agitateur (1) maintenu par un filetage (2) sur l'arbre (3) et dont la partie inférieure présente une surface conique (4) pourvue d'échancrures (5);
- le bouchon d'injection (6) qui a une surface conique vers laquelle aboutissent des canaux (7) issus d'un canal central (8) débouchant d'une charnbre de détente (9) alimentée en gaz par une tuyauterie (10). Ce bouchon est inséré dans le revêtement (11) d'une poche de coulée par l'in-termédiaire d'un joint isolant (12) et tenu en place par une plaque (13) boulonnée en (14) sur l'armature métallique (15) de la poche.
La figure 2 montre la disposition des échancrures (5) sur la surface conique (4) de la partie inférieure de l'a-gitateur.
Sur la figure 3, on voit le dispositif de l'inven-tion équipant une poche de coulée (16) partagée en deux com-Il 1 6~1 17 partiments amont (17) et aval (18) par une cloison (19). Sur un support (20) placé ~ la partie supérieure de la poche, repo-se le moteur ~21) dont l'arbre de rotation (22) est relié à
l'arbre (3) de l'agitateur par un système (23) au moyen duquel l'arbre (3) peut se déplacer verticalement. Cet arbre peut être équipé d'un système antivortex (24).
La poche est alimentée en métal liquide par le chenal (25) et s'écoule vers le fond du compartiment amont, puis en-dessous de la cloison (19) vers le compartiment aval avant de quitter la poche par le chenal (27).
Au cours de son passage dans le compartiment amo~,, le bain de métal délimité par les parois de la poche et la sur-face (28), est brassee intimement par l'agitateur avec forma-tion d'une multitude de bulles de gaz finement dispersees qui s'échappent par l'espace (29) se formant sous la pression des gaz entre la partie inférieure de l'agitateur et la partie su-périeure du bouchon.
La présente inventionest illustrée par les résultats obtenus au cours d'essais mettant en oeuvre le dispositif décrit ci-dessus, ces résultats étant donnés à titre indicatif et ne pouvant en aucune façon limiter la portée de l'invention.
Le métal a traiter était un alliage d'aluminium de la série 6000, qui a été amené à l'état liquide, à une tem-pérature voisine de 720C; suivant un debit de 5 tonnes par heure dans une poche de coulee où la hauteur de bain etait de 80 cm.
Le bouchon, du type à canaux, etait alimente avec de l'argon à raison de 2 m3/h environ sous une pression com-prise entre 1,2 et 1,4 bar.
L'agitateur tournait à une vitesse de 400 t/minute.
A l'entrée de la poche, l'alliage presentait 10 bulles au test de solidification sous vide; après passage I ~ ~51 1 7 dans la poc~e, le nombxe de bulles e~ai~ ~ul. Ceci ~ontXe l'efficacite du traitement o~tenu au moyen du ~ispositif re~
vendique.
La présente invention trouve son applicatio~ da,ns le traitement des metaux liquides par u~ gaz, et nota,mmen~
dans le traitement de l'aluminium ou de ses alliages POUX l~e~
limination de l'hydrogene et des impuXetes non metalli~ues.
Claims (25)
1. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide contenu dans un récipient, par injection de gaz, carac-térisé en ce qu'il comprend un agitateur rotatif dont l'extré-mité inférieure repose, à l'arrêt, sur un bouchon d'injection de gaz placé au fond du bain et qui, sous l'action de la pres-sion de gaz émis par le bouchon, se soulève et, ainsi supporté
par un palier fluide, peut, sous l'effet d'un couple extérieur, tourner librement autour de son axe et laisser échapper par l'espace qui le sépare du bouchon, une multitude de bulles de gaz régulièrement dispersées.
par un palier fluide, peut, sous l'effet d'un couple extérieur, tourner librement autour de son axe et laisser échapper par l'espace qui le sépare du bouchon, une multitude de bulles de gaz régulièrement dispersées.
2. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient est une poche de coulée à deux compartiments.
3. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bouchon est solidaire du fond du récipient.
4. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agitateur et le bouchon sont en matériaux non corrodés par l'aluminium liquide.
5. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau non corrodé par l'aluminium liquide est du graphite.
6. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les axes de symétrie verticaux du bouchon et de l'agitateur sont confondus.
7. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le couple extérieur est exercé par un moteur à vitesse variable.
8. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le couple extérieur est exercé sur l'agitateur par l'intermédiai-re d'un système permettant un mouvement de translation verti-cal.
9. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la face supérieure du bouchon et la partie inférieure de l'agi-tateur ont une forme conique.
10. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'arbre de l'agitateur est équipé d'un système antivortex placé à l'interface métal-atmosphère.
11. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie inférieure de l'agitateur présente plusieurs échan-crures radiales.
12. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les échancrures se prolongent sur la face latérale de l'agi-tateur en formant des sortes d'hélices.
13. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la face supérieure du bouchon est percée de trous reliés à
l'intérieur du bouchon à des canaux.
l'intérieur du bouchon à des canaux.
14. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bouchon est équipé intérieurement sur le trajet des gaz, d'une chambre d'expansion.
15. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la masse du bouchon, située au-dessus de la chambre d'expansion, est réalisé avec un matériau poreux.
16. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit agitateur est constitué d'une pièce massive de forme cylindro-tronconique, ayant une partie supérieure pourvue d'une ouver-ture cylindrique dans laquelle s'engage un arbre sur lequel est exercé un couple extérieur.
17. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 16, caractérisé en ce que ledit agitateur a une partie inférieure qui possède une surface lisse.
18. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites échancrures s'étendent en longueur sur un tiers envi-ron du diamètre de l'agitateur.
19. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agitateur a une face inférieure et le bouchon a une face supérieure qui sont adaptées l'une à l'autre afin qu'au repos elles soient en contact l'une avec l'autre et provoquent une obstruction des orifices d'injection de gaz.
20. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz admis par le bouchon est un gaz neutre.
21. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 20, caractérisé en ce que ledit gaz neutre est de l'argon ou de l'azote.
22. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz admis par le bouchon est un gaz réactif comme le chlore.
23. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz admis par le bouchon est un mélange de gaz neutre et de gaz réactif.
24. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient dans lequel est disposé le dispositif est une poche à travers laquelle passe le métal en continu avant d'être coulé, cette poche comportant une cloison qui partage le réci-pient en un compartiment amont et un compartiment aval, le dispositif étant placé dans le compartiment amont.
25. Dispositif de traitement d'un bain de métal liquide suivant la revendication 24, caractérisé en ce que ladite poche possède un fond pourvu d'un lit de filtration.
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