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Il est souvent nécessaire, dans les traitements métallurgiques, de faire réagir un réactif solide ou pulvérulent sur un bain métallique liquide (métal ou alliage fondu).
Cette opération s'effectue généralement en projetant sur le bain liquide des fragments, de dimensions plus ou moins bien définies, du solide. Ce mode opératoire présente les inconvénients suivants:
Le dosage de l'addition manque souvent de précision, certains fragments, notamment les plus petits, pouvant rester adhérents au récipient qui les a contenus.
Il n'est pas possible de faire débuter l'action de l'addition en une région choisie à l'avance dubain-liquide. L'addition se présente, en effet, par rapport à ce dernier, dans des conditions de densité déterminées; elle est le plus souvent plus légère et reste par conséquent à la surface, où elle peut d'ailleurs éventuellement brûler plus ou moins complètement sous l'action de l'oxygène de l'air.,
L'instant précis auquel débute la réaction n'est ni exactement connu, ni même bien défini.
Enfin, l'opérateur chargé d'ajouter les éléments d'addition doit se placer à proximité et souvent au-dessus du bain liquide, ce qui peut présenter certaines incommodités et même de graves dangers.
On peut éviter partiellement les inconvénients indiqués ci dessus en recourant à des procédés d'injection par insufflation tels que celui décrit dans le brevet n 1.030.840 du 10.1.51 en vue de l'introduction, en application du brevet n 1. 029.203 du 7.12.50, de graphite pulvérulent dans un bain de fonte en fusion.
Dans ces procédés,l'addition est introduite dans le bain liquide par le canal d'un tube plongeant plus ou moins à l'intérieur du bain, son éjection étant assurée par la pression d'un gaz comprimé. Ces procédés présentent encore toutefois divers inconvénients:
Il arrive que les produits constituant l'addition, surtout s'ils sont pulvérulents, obstruent le tube d'injection. On peut, dans ce cas, forcer l'éjection en augmentant la pression du gaz comprimé, mais cette pratique risque de comporter des inconvénients pour l'opération industrielle en cours (possibilités de refroidissement ou d'oxydation du bain liquide, etc...).
La présente invention, due aux travaux de Monsieur René MAIRE et de Monsieur François Noël PENSA, a pour objet un procédé permettant l'introduction des additions par insufflation, tout en évitant les inconvénients précités. A cet effet, les matières additionnelles sont présentées sous la forme d'une ou de plusieurs cartouches constituées chacune par une enveloppe susceptible de se désagréger, ou de se dissoudre, dans le bain liquide, et renfermant une quantité exactement dosée, et éventuellement de granulométrie bien définie, de la substance additionnelle. Cette ou ces cartouches, d'une forme le plus souvent cylindrique, sont introduites dans le bain liquide, sous l'effet de la pression d'un gaz comprimé, par le canal d'un tube immergé à la profondeur voulue dans le bain.
Le diamètre de la ou des cartouches, légèrement inférieur au diamètre du tube d'injection, permet leur déplacement facile dans ce tube, sous l'action d'un gaz comprimé.
A titre d'exemple non limitatif, on décrit ci-après deux réalisations de dispositifs conformes à l'invention pour l'injection de réactifs solides par insufflation de cartouches.
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1 Dans un mode de réalisation simple, qui est le plus sou- vent utilisé, le dispositif d'injection comporte (figure I): - une plaque de tôle A formant support, munie de crochets de levage K, -un. ou plusieurs tubes d'injection C en matière résistant aux effets thermiques et chimiques du bain liquide, par exemple en graphite synthétique s'il s'agit d'appliquer à une fonte liquide le traitement décrit dans le brevet n 1.029.203.du 7 décembre 1950 ; ces tubes sont fixés à la plaque par des colliers 3 et des vis H, - un ou des bouchons J1, formant raccord entre le ou les tu- bes C et l'amenée du gaz comprime par tube flexible T, - éventuellement une boite E de dosage des gaz, - une vanne F à commande rapide.
La ou les cartouches G, G , sont introduites par la partie in- férieure des tubes C supposés éloignés du bain métallique. La mise en place de la ou des cartouches est assurée à l'aide de bourres I prenant appui par frottement sur les parois des tubes C.
Lorsqu'une opération d'addition doit être effectuée, ce dispo- sitif est amené au-dessus du bain liquide, les tubes C sont immergés à la profondeur voulue, puis, par le jeu de la vanne de commande rapide, le gaz comprimé est libéré et la ou les cartouches G sont introduites.
2 Dans un mode de réalisation plus perfectionné (figure II) le type de bouchon J1 est remplacé par un type de bouchon J2 comportant un obturateur 0 susceptible d'être commandé de l'extérieur. L'arrivée du gaz sous pression se fait comme précédemment par un tube flexible T débouchant dans le bouchon J2.
Avec ce dispositif, une opération d'addition est effectuée comme suit : le dispositif ayant été amené au-dessus du bain liquide, et le tube d'injection immergé à la profondeur désirée, on ouvre l'obtura- teur 0, on introduit le nombre de cartouches désiré {en position G1), on laisse ces cartouches descendre au-dessous du niveau de la communi- cation avec le tube T ( en position G ), on ferme l'obturateur, on fait agir le gaz comprimé et l'on introduit ainsi la ou les cartouches dans le bain liquide.
On voit qu'avec ce dispositif, il n'est pas nécessaire d'assu- rer, à l'aide de bourres, la mise en place des cartouches et que, lors- qu'une opération est terminée, l'appareil peut resservir sans autre pré- paration pour une opération suivante.
Ce dispositif permet donc d'introduire successivement, à des intervalles de temps prescrits, des additions identiques ou différentes dans le bain liquide.
Les dispositifs conformes à l'invention présentent donc, par rapport aux dispositifs antérieurement employés, les avantages suivants:
1 - Ils permettent de doser avec précision la masse d'addi- tions de la granulométrie désirée, de libérer ces additions à une hau- teur déterminée dans le bain liquide, et de fixer avec précision l'in- stant précis des additions, assurant ainsi un meilleur rendement des opérations et une plus grande constance de leurs résultats.
Ils permettent de reporter la commande de l'appareil en de- hors de la zone qui avoisine le bain liquide, et qui est souvent d'un
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accès incommode ou dangereux.
Par rapport aux dispositifs d'injection tels que décrits dans le brevet n 1.030.840, le dispositif d'injection de cartouches, conforme à la présente invention, présente en outre l'avantage de sup- primer les risques d'obstruction et d'éviter en conséquence d'avoir à faire agir éventuellement des quantités excessives de gaz comprimé.
Accessoirement, ce dispositif permet en outre: - de refroidir, entre deux opérations, et cela en un temps très court, le tube d'introduction.
- d'utiliser, comme gaz d'insufflation, un gaz convenablement choisi susceptible d'agir lui-même comme réactif.
Exemple : Un dispositif conforme au tracé de la planche II a été utilisé pour introduire, par insufflation, dans une poche contenant 6 tonnes de fonte de 2ème fusion, huit cartouches cylindriques identiques en carton, contenant chacune un kg de graphite en poudre, tout venant, de granulométrie variable entre l'impalpable et environ 3 mm de diamètre.
Les huit cartouches ont été introduites en deux séries successives de quatre cartouches, la deuxième série à 3 minutes d'intervalle de la première.
Par déplacement en hauteur de l'appareil entre les deux injections, on s'était arrangé pour introduire la première série à une profondeur égale aux deux tiers de la hauteur du bain et la deuxième série à une profondeur égale au tiers de cette hauteur, assurant ainsi une excellente uniformité de répartition du graphite.
REVENDICATIONS
La présente invention a pour objet:
1 - Un procédé pour l'injection de réactifs solides ou pulvérulents dans un bain métallique liquide, caractérisé par l'utilisation simultanée des deux moyens suivants: a) Le réactif est disposé dans une ou plusieurs cartouches formées d'une enveloppe susceptible de se dissoudre ou de se désagréger dans le bain liquide, chaque cartouche contenant une masse déterminée, et éventuellement, d'une granulométrie définie, de réactif. b) Ces cartouches sont introduites dans le bain liquide par l'action d'un gaz comprimé.
2. - Un dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé et comportant des tubes d'injection immergés à la profondeur voulue.
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