Appareil pour faire fondre successivement des lingots de métal de faon continue. La présente invention a trait à un appa reil pour faire fondre successivement des lin gots -de métal de façon continue.
Cet appareil pourrait, par exemple, être utilisé en combinaison avec une machine à travailler les métaux nécessitant une alimen tation continue en métal fondu.
:Suivant l'invention, cet appareil com porte une chambre de fusion tubulaire dont l'extrémité supérieure est normalement fer mée au moyen d'une porte et dont l'axe forme un angle avec l'horizontale et dans laquelle les lingots sont disposés longitudinalement bout à bout et peuvent glisser librement sous l'action de la pesanteur, la vitesse de fusion des lingots étant réglée automatiquement en fonction de la quantité de métal fondu reti rée de l'appareil,
un dispositif étant prévu pour introduire automatiquement un nou veau lingot dans la chambre de fusion chaque fois qu'une quantité -déterminée du métal en lingot contenu dans la chambre de fusion a été fondue.
Le dispositif pour l'introduction automa tique des lingots dans la chambre de fusion pourrait par exemple comporter une chambre d'alimentation dans laquelle des lingots pour raient être introduits soit à, la main, .soit au tomatiquement. Lorsque le métal des lingots à fondre est facilement oxydable, il y a avan tage de maintenir la chambre de fusion exempte de gaz oxydants.
Dans ce cas, on pourrait, dans une forme d'exécution parti culière de l'appareil, avantageusement pré voir à l'extrémité supérieure de la chambre de fusion une chambre d'alimentation for mant écluse et dans laquelle des lingots se raient introduits avant d'être introduits auto matiquement -de cette chambre dans la cham bre de fusion qui, de cette façon, n'est pas mise en communication directe avec l'at mosphère, Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé qui montre un appareil pour fondre des lingots de plomb.
La fig. 1 est une élévation, partie en coupe, de l'appareil complet, et la fig. 2 un schéma des connexions élec triques de cet appareil.
L'appareil représenté comporte une cham bre de fusion tubulaire 1 constituée par deux parties 2 et 3 disposées bout à bout et pré sentant des rebords formant ensemble un joint 4. Cette chambre est disposée avec son axe longitudinal incliné à environ 45 sur l'horizontale. Naturellement, l'angle d'inch- n_aison peut être supérieur ou inférieur à la valeur indiquée et peut atteindre près<B>de</B> 90 . La chambre de fusion est supportée à ses extrémités supérieure et inférieure par des éléments de support 5 et 6.
La longueur de cette chambre est telle qu'elle peut loger trois lingots disposés longitudinalement bout à bout et sa section se rapproche de celle d'un lingot, c'est-à-dire que les dimensions de sa section transversale ne dépassent pas, disons, environ deux fois les dimensions cor respondantes du lingot. Les lingots peuvent glisser librement dans le sens longitudinal sous l'action de la pesanteur. La chambre peut présenter une section transversale circu laire ou rectangulaire ou semi-circulaire sui vant la forme des lingots à. fondre.
Dans la forme d'exécution représentée sur le dessin, la chambre présente une section transversale semi-circulaire dont la surface incurvée se trouve en haut. Cette conformation diminue la tendance qu'ont les lingots à se coincer. Une ouverture 7 est prévue dans la paroi de l'extrémité inférieure de la chambre 1, ouver ture par laquelle le métal fondu sort de cette chambre. L'extrémité supérieure de la cham bre 1 est fermée par une porte 8 qui ne s'ou vre que pour permettre à un nouveau lingot de pénétrer dans la chambre afin de rendre difficile l'accès de la chambre de fusion à des gaz atmosphériques oxydants. La cham- hre est entourée de deux manchons chauf fants 9 et 10.
Le manchon inférieur 9 entoure approximativement le tiers inférieur de la chambre, tandis que les deux tiers restants de la longueur de la chambre sont entourés par le manchon chauffant supérieur 10. Les manchons chauffants représentés sont pour vus tous deux -de brûleurs à gaz 11 et 12 respectivement. Ils pourraient aussi être chauffés à l'électricité. Le but du manchon chauffant inférieur est de chauffer le lingot de plus bas 13 afin de le faire fondre et de maintenir à l'état liquide la colonne de métal en fusion 14 provenant de ce lingot et rem plissant l'extrémité inférieure de la chambre 1.
Le manchon chauffant supérieur sert à chauffer préalablement les lingots 15 et 16 e1: la partie correspondante de la chambre. Au fur et à mesure de la fusion du lingot 13, les lingots suivants glissent vers le bas de la chambre et le lingot le plus bas de ceux-ci commence à fondre. Lorsque ces lingots ont glissé suffisamment vers le bas, un nouveau lingot est introduit par la porte 8.
La quan tité de chaleur fournie par le manchon chauf fant inférieur 9 est réglée automatiquement de telle manière qu'en travail la vitesse a laquelle le lingot de métal fond est approxi- mativement égale à. la vitesse à laquelle le métal en fusion est retiré de l'appareil. Comme on le voit sur le dessin, ceci est réa lisé en prévoyant une chambre 17 communi quant avec la partie inférieure de la chambre de fusion 1 et dans laquelle travaille un flot teur 18. Ce flotteur est relié à un bras pivo tant 19 qui porte'un interrupteur à mercure 20.
Lorsque le niveau du métal fondu est à une hauteur prédéterminée normale ou au dessous de cette hauteur, le bras pivotant est maintenu horizontal et l'interrupteur se trouve dans sa position d'ouverture. Lorsque le niveau monte, le flotteur s'élève et fait pivoter le bras, ce qui a pour effet de fermer l'interrupteur 20. Cet interrupteur ferme un circuit 21 reliant une source 22 de courant électrique à un dispositif 23 à relais électro magnétique, comportant un solénoïde soumis â. l'action d'un ressort, comme représenté sur la fig. 2.
L'armature du solénoïde est reliée mécaniquement à une soupape de réglage -24 et actionne cette soupape dans un sens cor respondant à une réduction de l'amenée du gaz au brûleur 11 lorsque l'interrupteur 20 se ferme. Le brûleur 11 est alimenté par un tuyau d'alimentation principal 25 et un tuyau d'alimentation auxiliaire 26 et la sou pape sur laquelle agit le relais électro magnétique commandé par le flotteur est intercalée dans le tuyau d'alimentation auxi liaire 26. Cette alimentation auxiliaire est coupée automatiquement lorsque le niveau du métal est trop élevé, et est rétablie lorsque le niveau est redescendu à la normale.
Le dispositif commandé par le flotteur pourrait aussi dans une variante de l'appareil repré senté être agencé de façon à réduire l'amenée de combustible au-dessous de la valeur nor male lorsque le niveau du métal est au-dessus de la normale et pour accroître l'amenée du combustible jusqu'au-dessus de la valeur nor male lorsque le niveau du métal est au dessous de la normale.
Une commande analogue peut être utilisée en cas de chauffage électrique, ou bien le mécanisme à relais peut être commandé par un dispositif de contacts qui sont fermés et ouverts lorsque le niveau du métal monte et descend.
On peut se passer du deuxième manchon chauffant 10 lorsque le chauffage préalable des lingots n'est pas nécessaire. Cependant, la suppression du manchon chauffant 10 n'est pas recommandable car un chauffage préalable a l'avantage de réduire les varia tions de température du métal en fusion à l'extrémité inférieure de la chambre 1.
L'appareil représenté est destiné à être employé pour alimenter en métal en fusion une machine pour l'extrusion continue des métaux du type à propulseur comportant des filets hélicoïdaux. Dans de tels cas, il est avantageux d'avoir une température constante du métal fourni par l'appareil. Dans ce but, l'appareil représenté comporte une deuxième chambre 30 au-dessous de la chambre de fusion, et communiquant directement avec celle-ci, le métal en fusion pouvant ainsi s'écouler dans la deuxième chambre depuis la chambre de fusion.
Cette deuxième chambre pourrait être constituée simplement par un prolongement de la paroi de la chambre de fusion tubulaire 1, des moyens étant prévus pour empêcher un lingot non fondu ou une partie de lingot de passer de la chambre de fusion 1 dans la deuxième chambre 30. Dans l'appareil représenté sur le dessin, les deux chambres sont espacées l'une de l'autre et mises directement en communication par un conduit 31 présentant une section transver sale réduite par rapport à celles des cham bres 1 et 30. Cet agencement réduit la trans mission de chaleur par conduction d'une chambre à l'autre.
Lorsque le métal en fusion contenu dans la chambre inférieure 30 est porté à la température désirée par un man chon chauffant 32, la quantité de chaleur fournie par ce manchon est réglée en fonc tion de la température du métal contenu dans cette chambre 30. Le manchon 32 est chauffé au moyen d'un brûleur à gaz 33 comportant une amenée de gaz principale et une amenée de gaz auxiliaire par des conduites d'alimen tation principale et auxiliaire 34 et 35 res pectivement.
L'amenée auxiliaire de gaz au brûleur est commandée par une soupape ther mostatique 36 actionnée par la dilatation du mercure d'un tube thermométrique 37 plon geant dans le métal de la chambre 30, cette dilatation déterminant un déplacement d'un diaphragme sur lequel porte l'aiguille de la soupape. A partir de cette chambre inférieure 30, le métal est conduit par le conduit 38 à la machine à alimenter. Le conduit 38 est muni d'un goujon de vidange 39 pour faci liter la vidange de l'appareil lorsque c'est nécessaire. .
A l'extrémité supérieure de la chambre de fusion 1 est monté un mécanisme qui com porte un bras rotatif 40 portant à son extré mité libre un galet 41 portant sur la surface supérieure du lingot supérieur 16. Lorsque l'extrémité supérieure de ce lingot glisse vers le bas au delà de l'extrémité du bras 40 par suite de la fonte du lingot 13,
ce bras tombe et commande l'actionnement d'organes pour l'introduction automatique d'un nouveau lin- got. La partie 3 formant l'extrémité supé rieure de la chambre de fusion 1 se prolonge au delà de la porte 8 pour former une cham bre d'alimentation 43 dans laquelle un lin got 44 est introduit automatiquement comme décrit ci-après. Cette introduction du lingot dans la chambre 43 pourrait aussi avoir lieu à: la main.
Normalement, la porte 8 est fer mée et le lingot 44 situé dans la chambre d'alimentation repose contre une butée 45. Lorsque le bras 40 tombe, il ferme un inter rupteur 42 qui met en circuit l'enroulement d'un relais électromagnétique 46, ce circuit étant alimenté par une source de courant 22. Le relais est excité et son armature actionne pour le fermer un interrupteur à mercure 47. qui pivote lorsque le relais est excité. La fermeture de l'interrupteur 47 a pour effet de connecter un solénoïde 48 à une source de courant 49.
Ce solénoïde est monté sur un support 50 au-dessus de l'entrée de la chambre de fusion et l'extrémité inférieure de son armature porte une crémaillère 51 qui engrène avec un pignon 52 porté par un pivot sur lequel est montée la porte 8. L'extrémité -de l'armature est reliée à une extrémité d'un levier 53 pivotant en 54. L'autre extrémité de ce levier est articulée à la butée 45. Ainsi, lorsque le solénoïde 48 est mis en circuit, la porte 8 est ouverte et la butée 45 est tirée vers le bas. Le lingot 44 est libéré et glisse vers le bas dans la chambre -de fusion 1, ensuite de quoi le bras 40 est repoussé vers le haut et l'inter rupteur 42 rouvert.
Ceci a pour effet de mettre le relais 46 hors circuit, de même que le solénoïde 48 dont l'armature tombe et referme la porte 8 et ramène la butée 45 dans sa position d'arrêt normale. Le jeu dé crit se répète dès que le lingot qui suit le lingot 13 a fondu en entier, c'est,à-dire_lors- que l'extrémité supérieure du nouveau lingot. a dépassé en glissant vers le bas l'extrémité du bras 40.
On voit que dans l'appareil décrit il n'y a qu'une relativement petite quantité de mé tal qui est en; fusion à un moment donné et que l'aire de la surface exposée du métal est réduite à un minimum. Dans des cOndi- tions de travail normales, le métal en fusion est retiré à une vitesse égale à celle à la quelle il est produit, de sorte qu'il ne reste à l'état fondu que pendant un temps très court. Tous ces faits tendent à réduire les occasions d'oxydation .du métal par les gaz atmosphériques.
Cette tendance est au sur plus diminuée par la présence de la porte 8 qui n'est ouverte que pour le temps suffi sant pour permettre l'introduction d'un nou veau lingot dans la chambre. Cependant, il est préférable de réduire encore cette ten dance en introduisant un gaz inerte .dans la chambre 1 ou en faisant un certain vide dans la partie supérieure de cette chambre -de fu sion.
Afin de permettre ceci sans inconvé nient, il est prévu une porte 55 à l'extré mité supérieure de la chambre d'alimentation 43 pour permettre à celle-ci de fonctionner comme une écluse en vue d'empêcher l'inté rieur de la chambre de fusion .d'être mis en communication directe avec l'atmosphère lorsque la porte 8 est ouverte. Les portes 8 et 55 sont de préférence verrouillées -de façon à ne pas pouvoir être ouvertes simultané ment.
L'introduction automatique des lingots dans la chambre d'alimentation 43 est réalisée au moyen d'un élévateur 56 .du type à. bande sans fin constituée par une chaîne portant des porte-lingots 5 7 qui sont chargés de lingots 58 soit automatiquement, soit manuellement sui vant les conditions requises. Cet élévateur est entraîné par un moteur 59 comportant un interrupteur de démarrage automatique 60.
Ce moteur démarre automatiquement à la suite du mouvement descendant de l'extré mité du bras 40 lorsque l'extrémité supé rieure d'un lingot dépasse ce bras et il est arrêté automatiquement après que l'élévateur 56 a parcouru une distance égale au pas d'un porte-lingot.
Lorsque le bras 40 tombe, pro voquant l'actionnement automatique des or ganes décrits précédemment pour l'introduc tion d'un lingot -de la chambre d'alimenta tion 43 dans la chambre de fusion 1. il ferme un deuxième interrupteur 61 qui ferme un circuit s'étendant d'un des pôles de la source de courant 22 par l'enroulement d'un relais 62 à.
verrouillage automatique et un inter rupteur 6.3 qui est normalement fermé, jus ( lu 'â î l'autre pôle,de <B>-</B> la source 22. Ceci a pour effet d'exciter l'enroulement ,du relais 62 qui attire son armature 64.
Le mouvement de l'armature 64 ferme l'interrupteur 65, ce qui verrouille le relais 62, et actionne un inter rupteur à mercure 66 qui, à, son tour, met le démarreur automatique 60 en action. Ainsi, le moteur démarre et met l'élévateur 56 en mouvement. Le porte-lingot vide situé en face .de la porte coulissante 55 coopère avec une saillie 68 de cette porte et entraîne celle-ci avec lui.
Fendant ce temps, le porte- lingot chargé suivant monte et, lorsqu'il quitte l'extrémité du rail -de guidage 6 7 qui maintient les lingots en place sur les porte- lingots pendant leur mouvement ascendant, le lingot du porte-lingot considéré est libéré et glisse dans la chambre d'alimentation J3. Dès que cette opération a eu lieu,
le porte- lingot qui a entraîné la porte se meut au délà de celle-ci et la libère. Un doigt bascu lant 69 porté par la porte heurte, lorsque celle-ci retombe, l'interrupteur 63 et l'ouvre momentanément à l'encontre du ressort 70.
Ceci a pour effet d'ouvrir le circuit de ver rouillage du relais 62 qui, à son tour, ouvre le circuit de commande du démarreur auto matique 60, ce qui arrête le moteur 59. 4n conçoit évidemment que le passage d'un lin got de la chambre d'alimentation à la cham bre -de fusion s'effectue beaucoup plus. rapi dement que l'action d'élévation du prochain lingot de l'élévateur au niveau de la chambre d'alimentation, de sorte que la première opé ration est terminée avant que la porte 55 s'ouvre.
Lorsqu'on remplit la chambre 1 -d'un gaz inerte, on fait passer celui-ci, avant de l'in troduire dans la chambre, sur la surface d'une masse de métal en fusion 71 renfermée dans une petite chambre de fusion auxiliaire close 72 chauffée par un brûleur 73. Cette chambre est supportée par un support 74 prenant appui sur la paroi du manchon chauffant 10. Elle pourrait aussi être placée à tout autre endroit convenable. Le gaz est introduit dans cette chambre 72 par un tuyau 74a et la quitte par un tuyau 75 con duisant dans la chambre de fusion 1.
Le haut du récipient est établi avec avantage de façon à être tout près de la surface du métal, de façon :à réduire à un minimum l'épaisseur du courant de gaz passant par dessus la surface du métal.
Si ce métal est le même ou est plus facilement oxydable que le métal qui doit être fondu dans l'appareil, et si la température régnant dans la chambre 72 est maintenue bien au-dessus -de la tem pérature d'oxydation, on peut -être certain que la très faible quantité -d'oxygène qui est toujours présente dans les gaz inertes, com merciaux, tels que l'azote, est ainsi éliminée du gaz pénétrant dans la chambre de fu sion 1.
Avant de mettre la machine en marche; les porte-lingots situés du côté du charge ment au-dessous de l'ouverture d'alimenta tion sont tout d'abord chargés puis, lorsque les brûleurs ont .été allumés, les différents circuits .de commande automatique peuvent être mis sous tension, sur quoi l'élévateur est mis en marche et trois lingots sont introduits successivement dans la chambre -de fusion 1, ceci pour la raison -qu'aussitôt que l'éléva teur est arrêté par l'ouverture .de l'interrup teur 63, il est remis en marche par la chute du bras 40. Lorsque le troisième lingot est introduit dans la chambre 1, le bras 40 reste soulevé et la porte 8 fermée automatique ment.
L'élévateur continue sa marche jusqu'à ce que le prochain lingot soit délivré dans la chambre d'alimentation et l'interrupteur 63 est ouvert par le mouvement .descendant de la porte libérée 55, ce qui arrête l'élévateur. L'interrupteur 63 n'est pas actionné par le mouvement ascendant -de la porte par suite du basculement du doigt 69. Après ce pre mier chargement -de quatre lingots, l'opéra tion .d'alimentation se poursuit -de la façon décrite ci-dessus un lingot à la fois chaque fois que le lingot inférieur dans la chambre de fusion à fondu en entier.
Dans l'appareil décrit ci-dessus, le chauf fage se fait au gaz, mais. .d'autres méthodes de chauffage peuvent être employées. Par exemple, on peut employer des fours chauf fés @à l'huile ou au moyen de combustible so lide. Le métal dans la chambre de fusion 1 et celui dans la chambre 30 peut être chauffé à l'électricité, soit par des résistances électri ques -de chauffage, soit par des courants al ternatifs induits.
Dans le cas de la première méthode, des éléments de chauffage ordi naires peuvent être appliqués à chacune de ces chambras, dans le cas de la dernière mé thode, un enroulement ou une .série d'enroule ments peuvent être placés autour :de chaque chambre et être parcourus: par du courant al ternatif, .de façon à engendrer de la chaleur dans le métal à fondre (ou le métal en fusion le cas échéant) et/ou dans une paroi métal lique de la chambre qui, dans de nombreux caps, peut être faite en acier.
Avec un chauf fage par induction, le degré et l'endroit du chauffage peuvent être commandés aisément en choisissant judiceusement les positions et la force de l'excitation des enroulements.
Bien que l'invention ait été décrite en se référant à la fusion du plomb, on conçoit qu'elle peut être appliquée aisément à la fu sion d'autres métaux. Dans de nombreux cas, aucune modification de nature constructive ne sera nécessaire, mais lorsque le point de fusion du métal est élevé,
il sera générale ment nécessaire de construire la partie infé- rieure de la chambre de fusion et la cham bre de réglage -de la température en matière réfractaire ou de revêtir ces chambres d'une telle matière.