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procédé de fusion de l'aluminium et four perfectionné pour sa mise en oeuvre. la présente invention se rapporte à la fusion de l'alumi - nium, d'alliages d'aluminium et d'autres métaux légers à pro - priétés analogues, dans des fours à chauffage au gaz et en particulier dans des fours de fusion chauffés au gaz du type dans lequel une chambre de préchauffage pour le métal à fondre est prévue et s'ouvre dans la chambre de fusion du four.
Dans les fours de fusion connus de ce type, tels qu'ils sont employés par exemple pour la fusion du cuivre, du laiton et d'autres alliages analogues de métaux lourds, les gaz chauds sortant du brûleur sont d'abord amenés sur le métal fondu et ensuite amenés en contact avec le métal froid alimenté à la chambre de préchauffage du four. Considérant le sens de marche des gaz par rapport à celui du métal dans le four, on peut désigner un chauffage de ce type comme chauffage à contre courant.
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Pour la fusion de l'aluminium, des alliages d'aluminium et autres métaux légers de propriétés analogues, un tel mode de travail est cependant extrêmement désavantageux en ce sens que, par suite de la chaleur latente de fusion très élevée des métaux légers, il est pratiquement impossible d'éviter des surchauffes du bain de métal fondu, surchauffes dépassant la température optima de coulée. A chaque surchauffage du métal, il se produit une très notable absorption de gaz par le métal, abstraction faite de l'augmentation d'oxydation du métal fondu qui entraîne de notables pertes de métal. Le gaz absorbé, dissous dans le métal liquide aux hautes températures ne s'échappe de celui-ci que très lentement pendant le refroidissement et la solidifica- tion.
Il s'en suit que les blocs de fonte provenant de métal surchauffé présentent en général des soufflures plus ou moins fortes qui rendent impossible la fabrication de tôles épaisses et homogènes en partant de tels blocs soufflés.
Les propriétés particulières de l'aluminium, des alliages d'aluminium et des autres métaux légers de caractéristiques analogues rendent complètement irrationnel, pour ces métaux, l'emploi des fours de fusion ordinairement employés pour le cuivre, le laiton et les autres métaux. Les métaux légers ont des propriétés physiques toutes différentes de celles des métaux lourds, chose qui jusqu'ici a été le plus souvent perdue de vue dans la construction des fours de fusion pour métaux légers.
Un des buts de la présente invention est de créer un pro - cédé de fusion de l'aluminium, des alliages d'aluminium et d'autres métaux légers de caractéristiques analogues, procédé permettant une fusion correcte des dits métaux légers en tenant compte de leurs propriétés physiques.
Ce procédé consiste en ce que les gaz chauds développés par un brûleur à gaz sont d'abord utilisés à préchauffer et fondre les parties de métal à traiter, et à faire passer ensuite
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les gaz notablement refroidis, sur le métal fondu, la quantité des gaz chauds et la durée de leur contact avec les pièces de métal froid et solide étant réglées de telle sorte que le métal liquéfié soit amené exactement à la température désirée de fusion.
Avantageusement, les gaz chauds sortant du brûleur à gaz ne sont pas amenés directement en contact avec le métal froid ; ils sont d'abord conduits de l'extérieur contre les parois de la chambre de préchauffage, chauffant ainsi d'abord le métal froid par une chauffe " indirecte Il puis ces gaz chauds ne sont amenés en contact avec le métal solide, pour fondre celui- ci, qu'après qu'ils ont été refroidis à une température moyenne, après quoi ils sont finalement amenés au métal fondu.
Un autre objet de l'invention est la création d'un four de fusion perfectionné, à chauffage au gaz, permettant la mise en oeuvre du dit procédé de fusion.
Le four de fusion suivant l'invention possède, près ou au-dessus de la cuve réceptrice du métal fondu, une chambre de préchauffage pour le préchauffage du métal froid à fondre, chambre au voisinage de laquelle sont disposés des brûleurs à gaz dont les gaz chauds sont utilisés d'abord au préchauffage de métal se trouvant dans cette chambre puis sont conduits au métal fondu se trouvant dans la cuve de fusion.
Avantageusement, la chambre de préchauffage du four con - forme à l'invention se compose d'un ou plusieurs moufles chauf- fés de l'extérieur par des brûleurs et enveloppés par les gaz chauds, les dits moufles s'ouvrant dans la chambre ou cuve de fusion, cette dernière étant reliée aux canaux à gaz prévus à l'extérieur des moufles, de sorte que les gaz chauds, après avoir cédé la plus grande partie de leur chaleur aux parois des moufles et à la maçonnerie délimitant le four, peuvent être amenés au métal liquéfié, avant qu'ils ne s'échappent par le canal de sortie partant de la chambre de fusion.
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Les perfectionnements apportés par l'invention à la techni- que de la fusion de l'aluminium, des alliages d'aluminium et des autres métaux légers de propriétés analogues tiennent compte avant tout du fait qu'il faut apporter une très forte quantité de chaleur au métal solide pour amener celui-ci à l'état liquide, tandis que la quantité de chaleur nécessaire à maintenir dans son état le métal une fois fondu, est par contre relativement faible.
Dans le four de l'invention, les gaz, directement à leur sortie des brûleurs, c'est-à-dire les gaz à la température la plus élevée, ne viennent pas directement en contact avec le métal fondu, mais agissent, soit directement, soit indirecte- ment uniquement sur le métal froid, solide, auquel ils cèdent la plus grande partie de leur chaleur, ce qui les amène à une température telle que, par leur contact intime avec le métal fondu, des surchauffes ne puissent se produire dans ce métal.
Par la présente invention, on obtient, dans la fusion de l'aluminium, des alliages d'aluminium et des métaux légers de propriétés analogues, un abaissement des pertes par oxydation et une diminution d'absorption de gaz par le métal fondu, tout en maintenant un bon rendement thermique du four. Ce dernier point est lié au fait que l'on peut laisser fonctionner à très hautes températures les brûleurs servant au chauffage du four.
Une autre caractéristique importante du four de fusion conforme à l'invention réside en ce que le fond des moufles de préchauffage est prolongé vers la cuve de fusion d'une quantité telle que les gaz chauds provenant d'ouvertures situées au - dessus du bord supérieur des moufles et pénétrant dans la chambre de fusion, atteignent la partie supérieure des pièces de métal solide situées à la sortie des moufles, De ce fait, on obtient que la chaleur interne des gaz est utilisée directement à amener le métal solide à l'état liquide, sans qu'il puisse en résulter un surchauffage du métal fondu.
Enfin, l'invention a encore pour but de créer une forme
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perfectionnée d'un four de fusion pour la mise en oeuvre du procédé.
Suivant l'invention, la cuve de fusion et les moufles de préchauffage sont disposés dans une enveloppe à peu près cylin- drique, rotative autour de son grand axe, les moufles de pré - chauffage étant situés aux côtés frontaux (aux bases) de cette enveloppe. Une telle forme de réalisation détermine pour la cuve de fusion, une forme relativement allongée, laquelle est avantageuse en ce sens que les gaz chauds restent pendant un temps relativement long en contact avec le métal fluide, d'où résulte à l'évidence une bonne utilisation de la chaleur de ces gaz.
De plus, il est avantageux de prévoir dans le couvercle, le plafond du four, au-dessus de la chambre de fusion, un ou plusieurs brûleurs auxiliaires servant au chauffage direct du métal liquide, et pouvant être coupés, fermés par rapport à la chambre de fusion au moyen de tiroirs.
La prévision des brûleurs auxiliaires est avantageuse par ce qu'elle permet de maintenir dans la cuve de fusion le métal fondu à l'état liquide même quand le chauffage des moufles de préchauffage est interrompu, et de plus par ce qu'elle permet de réchauffer rapidement le metal de la cuve de fusion lors d'une chute accidentelle de la température.
Au dessin annexé à titre d'exemple :
Fig.l est une coupe longitudinale d'un four de fusion de métaux légers, chauffé au gaz, conforme à l'invention.
Fig.2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la fig.l et
Fig.3 est une coupe transversale suivant la line 3-3 de la fig.l.
Le four de fusion de métaux légers comporte une enveloppe métallique 1, de forme approximativement mi-cylindrique : cette enveloppe est armée intérieurement d'un garnissage 2 en matière
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mauvaise conductrice de la chaleur sur lequel est disposée la matière réfractaire - de préférence un métal céramique tel que la sillimanite, etc, difficilement attaquable par les métaux légers - servant à former la cuve de fusion 3 et le dispositif de chauffage.
Dans le milieu du four est prévue une cuve quadrangulaire pour la réception du métal fondu, de laquelle le métal fondu peut être retiré par une ouverture 6 d'une paroi latérale du four, ouverture pourvue d'un bec de coulée 5. L'ouverture 6 peut être obturée par un tiroir 6a fixé par une chaîne 6b à un bras de levier 6d armé d'un contrepoids 6c.
Les deux parois frontales de la cuve métallique 4 sont imlinées en 7 et ?a. A l'extrémité supérieure de l'inclinaison s'ouvre des deux côtés, dans l'espace ou chambre de fusion du four, un moufle 8 en matière fortement réfractaire, de préfé- rence la sillimanite, ces moufles étant accessibles de l'ex - térieur par des chambres de chargement 9 tubulaires fixées aux côtés frontaux du four. les moufles de préchauffage 8, sont chauffés de l'extérieur par des brûleurs 10 montés tangentiellement à ces moufles, et dont les gaz de sortie 3ntourent les moufles par les canaux 11 et 12. Ces canaux 11 et 12 sont reliés entre eux par des ouver- tures 13.
Les gaz chauds passent des canaux 12 dans l'espace ou chambre de fusion du four, au travers d'une ouverture 15 pra- tiquée entre le bord supérieur 14 du moufle et le dessus du four ; ils sont ramenés vers le bas par une surface inclinée 16 du plafond du four de façon telle qu'une partie d'entre eux atteint une partie du métal solide 17a alimenté, situé sur un prolongement du fond du moufle.
Une partie des gaz chauds s'échappe de la chambre de fu - sion du four par les canaux 18. Mais la plus grande partie de ces gaz voyage le long du métal fondu pour maintenir celui-ci
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à la température désirée de coulée, et s'échappe alors, par le canal médian d'échappement 19, vers les canaux longitudinaux
20 prévus dans la paroi latérale du four. Dans un de ces canaux 20 est prévu un tube de métal 21, par lequel passe de l'exte- rieur l'air froid de combustion qui est ainsi réchauffé.
La sortie, le tirage des gaz chauds se fait avantageusement par un conduit ou carneau de cheminée 22 monté sur le plafond du four, On peut cependant aussi relier les canaux d'échappement du four à un canal de sortie disposé axialement au c6té frontal du four, pour conduire les gaz chauds à une cheminée éloignée du four,
Dans le milieu du four sont prévus, dans le plafond 23, une série de brûleurs 24, susceptibles d'être obturés par rapport à l'espace interne du four au moyen de tiroirs 25 manoeuvrés de l'extérieur. Ces brûleurs servent facultativement, c'est-à-dire suivant le métal ou l'alliage à fondre et suivant la température désirée de fusion ;
ils servent à régler la température du métal fondu dans la cuve, pour empêcher, lors de hautes températures de coulée, un surchauffage du métal aux endroits de fusion.
Le chargement du métal solide, qui se réalise par exemple sous forme de gueuses 17a, se fait, comme déjà dit, par les chambres 9 de chargement prévues aux cotés frontaux du four.
Ces chambres 9 peuvent être obturées de la façon habituelle par des portes coulissant verticalement 26, fixées par chaînes 27 à un secteur 29 pourvu de contrepoids 28. Comme d'habitude, des regards 31 sont prévus dans ces portes de chargement.
L'air de combustion est amené aux brûleurs 10 et 24 par des conduites tubulaires 45, raccordées au tube métallique 21 prévu dans le canal d'échappement 20. L'autre extrémité du tube 21 est de préférence pourvue, par intercalation d'un flexible élastique, d'un ventilateur non représenté, qui envoie de l'air dans le tube 21. Pour l'amenée du gaz de chauffage, les brûleurs
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sont raccordés aux tuyaux 46, auxquels, en 47, la conduite principale de gaz est également raccordée par flexible élasti- que. Tous les brûleurs sont pourvus de robinets de réglage, comme le montre le dessin, pour régler les quantités d'air et de gaz. le four représenté au dessin est monté oscillant pour pouvoir couler le métal y fondu.
Dans ce but, il est prévu, à la partie inférieure de l'enveloppe 1, des rails 33 posant sur des galets porteurs 34 de la plaque de fondation 35, Pour pivoter le four, il est prévu une vis 36, portant un écrou mobile 37, lequel par des cames latérales 38 attaque une saillie 40 à fente 39 de l'enveloppe 1. La vis est mise en rotation par une manivel- le44 reliée à cette vis par intermédiaire des pignons cônes 41 et42 et de l'arbre secondaire 43. Quand on tourne la manivelle 44, l'écrou 37 se déplace (fig.5) vers la gauche sur la vis, ce qui produit le pivotement, le basculement du four dans le sens de la flèche 44a, en correspondance avec le déplacement de l'écrou.
Il est enfin à remarquer qu'il est avantageux de munir tous les canaux d'échappement partant de la chambre de fusion de tiroirs ou registres de réglage, pour pouvoir adopter la Quantité de gaz d'échappement traversant ces canaux, aux di - verses conditions.
REVENDICATIONS.