Procédé pour réaliser rapidement des opérations métallurgiques et appareil pour sa mise en #uvre. Des appareils et des modes d'utilisation de ces appareils sont déjà connus, au moyen desquels, par des versements successifs et alternés d'un métal et d'un laitier d'une capa cité dans une autre, et réciproquement, on réalise, grâce à l'énergie cinétique commu niquée au métal par ces versements, un in- termélange intime du laitier et du métal,
intermélange qui permet d'obtenir des réac tions rapides entre le métal et le laitier. Le métal et le laitier sont soumis à des inter mélanges qui sont produits par intermit tences. D'autre part, étant donné la forme de ces appareils, leur garnissage est soumis à des effets d'érosion relativement impor tants.
La Société demanderesse a découvert qu'il était possible d'obtenir des réactions rapides du métal sur le laitier, et plus généralement, de métal avec des substances .réagissantes, par le procédé suivant que comprend l'inven- tion et qui consiste à faire ébouler continuel lement, mais avec des vitesses alternative ment croissantes et décroissantes, une masse de métal et de substance réagissante, en par ticulier de laitier,
dans une capacité de forme oblongue dont l'aire de la section per pendiculaire à la direction de sa grande dimension va en décroissant de la partie mé diane vers les extrémités, animée d'un mou vement continu de rotation autour d'un axe perpendiculaire à ladite -direction, à une vi tesse telle qu'il se produise une interpénétra- tion du métal et de la substance réagissante.
Cette capacité peut présenter approximative- ment la forme d'un ellipsoïde ou d'un ova- loïde, la rotation ayant lieu autour de son petit axe.
Les variations de la vitesse de soulève ment et d'éboulement de la masse en mouve ment dans l'appareil, dues aux distances va riables de la masse liquide par .rapport à l'axe de rotation de l'appareil, donnent lieu à des interpénétrations importantes du métal et du laitier si la vitesse de rotation de l'appareil est choisie entre deux limites, l'une, la limite inférieure,
pour laquelle le métal et le lai tier s'écoulent simplement en deux couches qui glissent l'une contre l'autre sans s'inter- péné trer, l'autre, la limite supérieure, pour laquelle le métal reste plaqué par la force centrifuge contre la parai -de l'appareil, tan dis que le laitier s'établit sous. forme d'une couche intérieure appliquée sur le métal avec lequel elle ne se mélange pas.
Entre ces deux limites extrêmes, qui dépendent de la nature du métal, de sa densité, de sa viscosité, ainsi que des propriétés analogues du laitier, l'interpénétration du métal et. du laitier se produit avec une intensité qui va en croissant lorsque l'on s'écarte des limites susvisées, pour atteindre, dans chaque cas particulier de métal et de laitier, un maximum pour une vitesse de rotation de l'appareil qui est la vitesse optimum, c'est-à-dire celle pour la quelle la réaction recherchée entre le métal et le laitier se fait. dans le temps le plus court.
Cette vitesse est déterminée dan & cha que cas par des expériences.
Grâce à la forme de l'appareil, il se pro duit une interpénétration presque continue du métal et des substances réagissantes, par exemple du laitier, ce qui diminue la durée de l'opération: d'autre part, les détérioration, du garnissage de la capacité sont réduites au minimum.
On peut donner aux parois de 1a capacité, en section transversale audit axe de rotation. une forme non pas exactement ovale ou ellip tique, mais plutôt bitrapézoïdale avec des raccordements arrondis. Les variations relati vement brusques de courbure résultant de cette forme accentuent les remous favorables à 1a rapidité de l'opération.
La présente invention comprend aussi l'appareil défini ci-dessus pour la mise en oeuvre du procédé. Il est avantageux que dans cet appareil la capacité soit montée à la car dan sur un arbre horizontal de rotation, par l'intermédiaire d'une fourche solidaire dudit arbre et sur les bras de laquelle la capacité est montée au moyen de tourillons dont l'axe est perpendiculaire à l'arbre de rotation por tant la fourche. Le grand axe de la capacité est. perpendiculaire à l'axe des tourillons.
La capacité peut ainsi subir deux mouvements de rotation, l'un autour de l'arbre principal de rotation de l'appareil, l'autre autour de l'axe des tourillons.
Un tel appareil comporte une ouverture pour le chargement des matières que l'on veut faire réagir l'une sur l'autre, ouverture qui peut servir aussi de bec de coulée pour le laitier ou même pour 'le métal, et qui est ménagée, par exemple, dans la paroi latérale de la capacité, à équidistance des tourillons sensiblement à mi-hauteur de la capacité. Un trou de coulée peut être prévu en face du trou de chargement susénoncé, dans la. paroi opposée.
Il est ainsi possible de placer la. capacité dans toutes les positions possible, en parti culier dans les positions correspondant. au chargement. et à la. coulée.
On peut prévoir également une fermeture hermétique de la. capacité, par exemple à. l'aide de panneaux étanches appliqués sur les ouverture.:, fermeture qui permet d'opérer dans le vide ou sous pression ou encore dans une atmosphère de composition réglée.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, une forme. de construction d'un appareil conforme à l'invention.
Fie. 1 en est une vue en élévation. Fie. 2, une vue en plan: Fie. 3 est. une vue de face de la capacité (en coupe par<B><I>A- A</I></B> de fi-. 1), avec fourche de support: Fig. 4 est une vue en coupe, à plus grande échelle, perpendiculairement à l'axe des tourillons, de la capacité placée en posi tion de coulée du métal: Fi-. 5 est. une vue analogue, à plus grande échelle, de la capacité en position de décrassage du laitier.
L'appareil représenté comporte une capa cité 1 montée par des tourillons 2,-2 sur une fourche 3, solidaire d'un axe 4, mû, par l'in- termédiaire d'un train d'engrenages 5, 6, par un moteur 7.
La capacité est formée d'une enveloppe métallique 8 sur un garnissage intérieur ré fractaire 9. Un orifice est ménagé en 10 pour le chargement et pour l'évacuation du laitier. En 11 (voir fig. 4) est .disposé un trou de coulée pour le métal. Le détail de ce trou de coulée n'est pas représenté à la fig. 5.
L'intérieur de la capacité 1 a la forme d'un double tronc de pyramide avec raccorde ments arrondis en la, lb, 1e, 1d, les parois du tronc de pyramide étant les unes sensible ment planes, les autres courbes ainsi qu'on le voit aux fig. 3, 4 et 5. Cette capacité est donc de forme .oblongue et la section perpen diculaire à son grand axe présente une aire allant en décroissant de la partie médiane vers les extrémités. La. section. de la capa cité, perpendiculairement à l'axe de rotation, est ici de forme approximativement ellip tique ou ovale.
Pour réaliser des réactions rapides, par exemple entre un métal fondu et un laitier fondu, on commence par introduire le métal et le laitier fondus dans la capacité 1, celle- ci ayant été placée dans une position verti cale (grand axe .de la section ovale vertical et plan de la fourche 3, horizontal, comme représenté sur la fig. 3). La quantité du mé tal et du laitier fondus introduite dans la capacité devra être* telle que le niveau du bain soit nettement en dessous, de l'orifice de coulée,ou de chargement.
Une fois le chargement effectué, on com mence à faire tourner la capacité 1 autour de l'axe principal -de rotation 4 -du système. On constate alors que, lorsque la vitesse de rota- tion, a. atteint une valeur suffisante, il se pro duit entre le métal et le laitier fondus une excellente agitation, avec, de façon quasi- continue, une interpénétration des particules de métal et de laitier.
Pour une vitesse plus faible, il y aurait simplement glissement de la couche de laitier sur celle du métal, les produits restant classés par densités. Pour une vitesse plus grande au contraire, les cou ches se plaqueraient contre les parois et res- teraient -séparées du fait -de 1a force centri fuge.
Il importe donc que la vitesse de rota tion reste, au cours du traitement, comprise entre deux limites, afin d'amener la pénétra tion intime réciproque -des deux liquides @et permettre ainsi l'évolution très rapide de la réaction cherchée. Cette vitesse de rotation. dépend, entre autres, des dimensions de l'ap pareil. Elle dépend également des densités relatives des deux phases en présente.
On la détermine facilement dans chaque cas parti culier par un essai préalable.
A titre d'exemple, pour un appareil com portant une capacité 1 dont la -section inté rieure a les dimensions suivantes: grand axe: 2 m 40, petit axe: 1 m 60, et qui est destiné à provoquer un intermélange intime entre un métal fondu et un laitier également fondu, de bons résultats sont obtenus avec une vi tesse de rotation -de treize tours environ par minute.
Les avantages du type d'appareil décrit sont les suivants: 10 L'intermélange entre les matières réa gissantes se produit d'une manière pratique ment continue, sans interruption, ce qui per met d'effectuer la réaction -en un temps très court. ' 20 Cet intermélange est réalisé par un mouvement de rotation continu, facile et peu coûteux à réaliser.
30 La forme intérieure de la capacité est simple, ne comportant aucune partie saillante, ce qui facilite dans une large mesure l'a,con- fection -et la tenue du revêtement réfractaire. Les réparations peuvent se faire sans diffi culté et à peu de frais.
4e La coulée du métal ou du laitier peut s'effectuer avec beaucoup de commodité. La fig. 4 montre la position à donner à la capa cité pour couler le métal. La fig. 5 montre la position à donner pour enlever le laitier en laissant le métal dans l'appareil. Ces posi tions peuvent être données par rotation dans un sens ou dans l'autre de la capacité 1 au tour des tourillons 2, au moyen d'un volant 12 après avoir enlevé la goupille 13,
l'axe de rotation principal 4 du système étant alors placé dans une position telle que les bras de la fourche 3 se trouvent dans un plan hori zontal.
La fis. 5 fait ressortir combien il est parti culièrement aisé d'éliminer de dessus le bain métallique .le laitier qui le surnage. Etant donné la profondeur relativement importante et la section relativement faible du volume occupé dans cette position par le bain de mé tal et le laitier, on pourra, par simple verse ment, éliminer la presque totalité du laitier, sans risquer d'entraîner une proportion im portante de métal. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas oit le volume du mé tal traité est faible par rapport au volume du laitier.
Si l'on munit l'appareil d'un orifice de coulée spécial pour la, coulée du métal, comme représenté dans la fis. 4, on comprend aisé ment qu'il est possible de couler le métal en donnant à l'appareil la position indiquée sur cette figure.
Darns ce qui précède, il est particulière ment question de réactions entre métal fondu et laitier fondu, mais l'application de l'appa reil n'est nullement limitée à des réactions de ce genre. L'appareil convient aussi bien pour toutes autres réactions entre un métal el: des substances réagissantes, par exemple entre un métal fondu et des corps solides, fusibles ou non, se dissolvant ou non dans. le métal, le corps solide devant dans ce dernier cas être introduit dans l'appareil de préférence sous forme de morceaux ou de poudre.
On peut aussi, au lieu d'introduire le mé tal et le laitier à l'état fondu dans l'appareil, introduire le métal à l'état fondu et le laitier, ou des éléments de laitier, les uns à. l'état fondu et les autres à l'état solide, les consti- tuants solides se dissolvant dans le laitier au cours de l'intermélange, soit du fait de: ia chaleur fournie par le métal, soit du fait de la. chaleur produite par les réactions elles- mêmes.
On peut également introduire, en totalité ou en partie, sous forme solide le métal à traiter. D'une manière générale, on p -#urra intro duire des éléments liquides ou solides en quantités variables en une seule fois ou par portions. pourvu qu'il y ait présence, dès<B><I>'le</I></B> début, ou formation rapide, d'une phase liquide de volume suffisamment grand et apport de chaleur par les élément; introduits et,ou par les réactions elles-mêmes pour que la température reste à une valeur suffisante jusqu'à la fin de l'opération.
Au lieu d'avoir la. forme décrite qui est approximativement celle d'un double tronc de pyramide, la capacité pourrait avoir approximativement la forme d'un ellipsoïde ou d'un ovaloïde, par exemple.