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L'invention concerne un procédé et un dispositif pour l'intro-- duction continue et la fine réparation de substances, en particulier dans des liquides à poids spécifique plus élevé, de préférence dans un bain de métal fondu. Les substances à introduire peuvent être à grains très fins ou en forme de poudre, mais elles peuvent être aussi sous forme de matière granuleuse, de semoules, de paillettes ou ce tablettes. On peut même intro- duire de la matière en petits morceaux à l'aide du procédé selon l'invention.
Dans le cas où on emploie des substances d'un plus grand diamètre de grain assez grand qui sont de structure irrégulière ou régulière, ces substances peuvent être utilisées d'une manière avantageuse avec un diamètre maximum de grain de 15 mm.
Tandis que la répartition des substances introduites sous un li- quide, de préférence un bain de métal fondu, qui a un poids spécifique moindre que la matière à introduire ne présente aucune difficulté, l'introduction de substances de poids spécifique moindre, par exemple dans un bain de métal fondu, est plus difficile ou même est impossible avec les dispositif ou procédés habituels jusqu'à présent.
Le problème exposé ci-dessus se présente par exemple pour le raffinage et l'épuration'du métal pour l'accomplissement de réactions par échange d'ions ou pour la formation d'alliage avec du métal présent sous forme très @@- visée. Lors de l'introduction de substances pulvérulentes sous forme de pulvérulente dans un liquide à poids spécifique plus élevée, des difficultés proviennent déjà de ce que les substances introduites présentent une tendance à flotter. Un moyen déjà connu prévoit des ailettes agitatrices constituées de sorte d'assurer la formation d'une succion dans le bain de métal afin d'y amener au-dessous de la surface de niveau du bain la matière à introduire en petites portions.
Même l'emploi de cloches immergées, qui sont remplies de la substance à introduire, ne donne le résultat désiré que si la quantité de substance est faible.
Les difficultés deviennent plus grandes si le pourcentage de la substance à introduire par rapport à la quantité du bain de métal dépasse une teneur de l'ordre de grandeur de 2-3 % et elles sont insurmontables si en même temps la substance employée se décompose à la chaleur avant d'avoir produit son effet dans le bain de métal.
Pour la solution du problème exposé ci-dessus, on a déjà tenté de projeter la substance dans le bain de métal avec emploi d'air comprimé au moyen d'un appareil du type de l'appareil à jet de sable. Cependant il faut alors d'assez grandes quantités d'air qui parviennent naturellement aussi en partie dans le bain de métal et ont une action très défavorable dans le cas de métaux altérables à l'air. Indépendamment de cela, la teneur en humidité qui existe toujours à un certain degré est en général directement nuisible pour les métaux. De plus, la masse de métal à traiter est soumise à un vallonnement et à un bouillonnement importants, ce qui comporte le risque que le métal s'élève au-dessus du bord de son récipient.
Si sur la surface de niveau du bain existe ou se forme progressivement une couche de laitier, il faut de plus encore qu'à l'aide de l'appareil à soufflage de jet de sable la couche de laitier soit transpercée, de sorte qu'il y a un fort freinage des particules de matière et une répartition convenable ne se fait plus dans le bain de métal.
Un autre moyen qui a déjà été proposé prévoit de petites cartouches de métal qui sont remplies de la substance à introduire et sont en même métal que le métal du bain. Ces cartouches de métal sont projetées dans le bain de métal au moyen d'un dispositif de lancement spécial, mais il y a lieu de remarquer qu'indépendamment du fait que ce procédé est compliqué et coûteux, il ne peut encore être utilisé que pour de petites quantités de substance à introduire.
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Une autre solution déjà proposée consiste à couler le bain de métal liquide et à introduire la substance à utiliser de façon continue dans le jet de coulée pendant l'opération de coulée. Ici encore la condition fondamentale est que la substance à introduire ne réagisse pas à chaud sous l'influence de l'air ou de l'humidité de l'air. De plus, l'introduction continue à l'intérieur du jet de coulée d'une substance par exemple pulvérulente, qui s'agglomère sous l'action de la chaleur ou se décompose partiellement, se heurte à de très grosses difficultés. Le pourcentage de la quantité de substance à employer par rapport à la quantité de métal est encore limité. Si on introduit une trop grande quantité de substance dans le jet de coulée, le métal se refroidit trop tôt et l'effet de brassage est très fortement affaibli.
Enfin si la substance à introduire doit transpercer une couche liquide par exemple une couche de laitier formée progressivement sur la surface du bain de métal cela aboutit à la même difficulté c'est-à-dire, l'effet de brassage est fortement affaibli.
Le but essentiel de l'invention est d'éliminer les inconvénients exposés ci-dessus qui se présentent avec les procédés employés jusqu'à présent.
La caractéristique principale consiste maintenant en ce qu'on procède selon l'invention de telle façon que la substance à introduire est introduite sous forme d'écoulement de préférence à l'intérieur du bain de liquide contre sa pression hydrostatique et que des moyens sont utilisés pour assurer une progression de cet écoulement dépassant celle de la chute naturelle.
Ainsi, on procède conformément à l'invention de telle façon qu' un écoulement constant des substances à introduire se trouve maintenu, cet écoulement débouchant au-dessous de la surface de niveau du liquide, et que pour l'accélération ou pour la progression accélérée du courant on utilise au moins la chute naturelle de l'écoulement.
Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce qu'en plus on utilise des moyens assurant une fine répartition de l'écoulement après son entrée dans le liquide.
Une autre caractéristique du procédé selon l'invention consiste en ce que, dans le liquide, on introduit un gaz indifférent sec qui agit pour une fine répartition des substances introduites.
Dans le but indiqué ci-dessus, on dispose dans la paroi du récipient des ajutages ou éléments analogues à travers lesquels le gaz est refoulé sous une surpression à l'intérieur du liquide.
Un autre moyen pour répartir finement les substances consiste à utiliser un chauffage par induction du récipient pour agiter en même temps le liquide, de façon d'en assurer une fine répartition.
Enfin, on peut encore selon l'invention procéder de façon que la chute naturelle de l'écoulement en question soit effectuée ou accélérée de telle sorte que la substance soit refoulée dans le liquide par un effet de pression statique.
Le procédé selon l'invention peut notamment être appliqué à la préparation d'alliages d'aluminium et de silicium et d'un sel analogue à la chiolite. Pour cela on introduit dans de l'aluminium chimiquement pur du silicofluorure de sodium. Dans ce procédé se présente par exemple le problème de l'invention d'introduire une substance de moindre poids spécifique dans un bain de métal fondu.
L'invention comprend encore différents dispositifs pour l'exécution du procédé selon l'invention.
Selon un exemple du dispositif suivant l'invention, dans un récipient contenant un liquide de poids spécifique plus élevé, de préférence
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le bain en métal fondu, est plongé un tube dont l'orifice de sortie se trou- ve au-dessous de la surface de niveau du liquide et de plus un dispositif d'alimentation est prévu pour les substances. Le dispositif d'alimentation peut être constitué par une vis sans fin disposée dans le tube.
Selon un autre exemple du dispositif suivant l'invention, des ailettes agitatrices sont prévues sur le tube pour alimenter par un effet de succion la substance introduite dans le liquide de poids spécifique plus élevé et pour la répartir finement.
Une forme d'exécution préférée du dispositif selon l'invention consiste en ce que, dans le tube cité, est disposée une vis transporteuse et que sur la face externe de ce tube sont prévues des ailettes agitatrices, de sorte que l'introduction est assurée par la vis sans fin et la répartition par les ailettes agitatrices.
Selon une autre forme d'exécution du dispositif suivant l'invention, une vis transporteuse peut être disposée dans le tube et de plus un pilon plongeant dans le récipient peut être prévu pour la répartition.
On peut disposer la vis sans fin transporteuse dans un tube et les ailettes agitatrices sur une tige ou un tube séparé, les deux éléments étant mis en mouvement ou en rotation indépendamment l'un de l'autre.
Dans le cas où le tube et la vis transporteuse sont disposés ensemble ou dans le cas où le tube et la vis transporteuse sont disposés séparément, le tube ou le tube et l'arbre agitateur ou l'arbre agitateur peuvent pénétrer dans le récipient à partir du haut. Ils peuvent aussi pénétrer dans le récipient par la paroi latérale ou par le fond et être actionnés de là.
Pour mettre en mouvement ou faire tourner les éléments du dis- positif selon l'invention dans le récipient, on peut prévoir un moteur électrique. Si on prévoit seulement un tube avec des ailettes agitatrices associées à lui- c'est-à-dire si on ne prévoit pas de vis transporteuse-, la rotation doit se faire assez rapidement au moyen par exemple d'un moteur électrique pour que les substances soient aspirées par succion au-dessous de la surface de niveau du liquide et soient en même temps finement réparties par les ailettes agitatrices. Dans cette forme d'exécution, les ailettes agitatrices peuvent aussi être constituées comme des pales.
Pour augmenter l'effet de répartition, le récipient contenant le liquide peut lui-même être mis en rotation et le sens de rotation du récipient doir être de préférence inverse de celui du tube avec les ailettes agitatrices ou du tube avec la vis transporteuse et les ailettes agitatrices ou encore du tube et du pilon. Le récipient peut aussi tourner de façon intermittente. Bien entendu les éléments du dispositif plongeant dans le liquide peuvent également tourner de façon intermittente.
Indépendamment du mouvement de rotation indiqué ci-dessus comme étant préférable pour les éléments du dispositif qui plongent dans le liquide ou pour le récipient qui contient le liquide, on peut soumettre d'une part le récipient ou même d'autre part les éléments du dispositif plongeant dans le liquide à un mouvement de basculement ou d'oscillation.
Bien entendu, on peut faire plonger dans le liquide ou prévoir dans le liquide plusieurs tubes, arbres agitateurs, tiges'ou organes analogues.
Pour faciliter l'introduction des substances, on pe.t prévoir une trémie ou un élément analogue à l'extrémité supérieure, soit dans le prolongement vertical, soit en position inclinée par rappart à la direction de l'axe du tube, par exemple dans le cas d'une dispositition latérale du tube.
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Comme matière constitutive pour le dispositif selon l'invention ou comme matière de revêtement pour les éléments plongeant dans le liquide, de préférence dans le bain, ou pour la paroi interne du récipient le charbon ou l'électro-graphite ou bien le silicon carbide convient de manière avantageuse.
On a observé que, par exemple lors de l'emploi de l'aluminium comme bain de métal, le choix de la matière en laquelle doit être fait le dispositif selon l'invention est particulièrement difficile car l'aluminium s'allie très facilement avec tout métal de construction . Dans le cas de l'emploi d'un fluorure alcalin complexe, tel que par exemple un silicofluorure de sodium, l'emploi d'éléments en matière céramique est désavantageux parce que les fluorures alcalins attaquent les matières céramiques.
Dans le cas de l'emploi préféré d'électro-graphite, il faut d'ailleurs prendre soin de maintenir la température des éléments du dispositif au-dessous de 600 C, car au delà de cette température l'électro-graphite brûle. C'est pourquoi on a prévu d'exclure ou d'empêcher l'accès d'oxygène atmosphérique dans le cas de l'emploi d'électro-graphite.
De plus, on a prévu selon l'invention que les divers éléments du dispositif sont refroidis. Il en est ainsi en particulier pour le couvercle du récipient et également pour les éléments plongeant dans le liquide; par conséquent selon l'invention, on a prévu, au couvercle supérieur du récipient, un dispositif de refroidissement composé d'un couvercle et d' une plaque de montage à double paroi par exemple parcourus par de l'air sous pression. En plus de cela, on a prévu un dispositif de refroidissement pour le tube assurant l'introduction des substances. Ce dispositif de refroidissement se compose de préférence d'un système de canaux prévu à l'intérieur du tube entre sa paroi extérieure et sa paroi intérieure, ce système étant alimenté en air sous pression au moyen d'un ajutage.
On décrira ci-après différentes formes d'exécution de dispositifs selon l'invention en référence au dessin annexé dans lesquel: la Fig. 1 est une coupe longitudinale d'une forme d'exécution, comportant un tube plongeant verticalement dans un récipient avec ailettes d'agitation montées sur sa surface extérieure ainsi qu'avec une vis transporteuse à l'intérieur du tube; la figure 2 est une coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution comportant la disposition séparée d'un arbre agitateur plongeant verticalement dans le liquide et d'un dispositif d'alimentation plongeant également verticalement dans le liquide et muni d'une vis transporteuse;
la Fig. 3 est une coupe longitudinale d'une troisième forme d'exécution comportant un arbre agitateur plongeant verticalement dans le liquide et un dispositif d'alimentation à vis transporteuse disposé séparément dans la paroi-latérale du récipient; la Fig. 4 est une coupe longitudinale d'une quatrième forme d' exécution comportant un tube plongeant verticalement dans le liquide avec ailettes d'agitation en forme de pales, l'amenée et la répartition des matières se faisant alors simultanément au moyen de ce dispositif; la figure 5 est une coupe longitudinale d'une cinquième forme d'exécution avec représentation schématique d'un chauffage à induction pour le récipient comportant un dispositif d'alimentation avec vis transporteuse plongeant verticalement dans le liquide;
la figure 6 est une coupe longitudinale d'une sixième forme d'exécution comportant deux ajutages disposés diamétralement dans la paroi latérale du récipient pour l'introduction de gaz indifférent ainsi qu'un dispositif d'alimentation avec vis transporteuse plongeant verticalement dans le liquide;
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la figure 7 est une coupe longitudinale d'une septième forme d'exécution de l'invention comportant un dispositif d'alimentation avec vis transporteuse plongeant verticalement dans le liquide et un pilon dis- posé séparément sur une tige et mobile verticalement vers le haut et le bas à l'intérieur du liquide; la figure 8 montre un dispositif analogue à celui de la figure
7, mais dans lequel le pilon comporte plusieurs plateaux pour le renforce- ment de l'effet de répartition ;
la figure 9 est une coupe longitudinale du récipient représenté schématiquement et montre la possibilité de rotation de tout le récipient; la figure 10 est une coupe longitudinale d'une huitième forme d'exécution, dans laquelle la vis sans fin pénètre dans le récipient laté- ralement et qui comporte un pilon animé d'un mouvement alternatif dans le liquide; la figure 11 est une vue partielle du pilon représenté à la fi- gure 10 ; et la figure 12 est un détail de la figure 1 en vue de dessus, montrant le couvercle creux du récipient traversé par l'air de refroidissement.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 1, un récipient 1 de forme quelconque contient un bain de métal fondu 2 et un bain de sel fondu 3. Le récipient 1 est de préférence revêtu intérieurement de charbon d'électro-graphite pour empêcher d'une part le métal forme'un alliage avec la matière du récipient et d'autre part pour éviter que des impuretés parviennent dans les substances introduites.
Dans le récipient 1 pénètre verticalement un tube 4. Le tube 4 est rétréci à son extrémité inférieure 5 et porte des ailettes d'agitation 6 solidaires de ce tube. On peut prévoir deux ailettes d'agitation disposées diamétralement, ou aussi trois ailettes décalées de 120 , ou encore quatre ailettes d'agitation ou davantage.
Le tube 4 est en une matière inattaquable par le liquide ou le bain de métal à traiter, de préférence en charbon ou en électro-graphite.
Dans le tube 4 pénètre un tube intérieur 7 qui contient encore une tige 8 portant à l'extrémité inférieure une vis transporteuse 9. La vis transporteuse 9 atteint presque l'extrémité la plus basse du tube 4 et s'arrête à l'extrémité inférieure avec le tube intérieur 7. Le tube intérieur 7 se loge sans intervalle à son extrémité inférieure dans le tube 4, tandis que la via transporteuse 9 est suspendue à la tige 8 librement à l'intérieur du tube 7.
Entre le tube intérieur 7 et le tube 4 est prévu un autre tube supplémentaire 10 qui est disposé d'une part à l'écart du tube extérieure 4 et d'autre part à l'écart du tube intérieur 7. Ce tube ne s'étend pas jusqu'à l'extrémité inférieure du tube intérieur 7, mais pénètre librement dans l'intervalle entre les tubes 4 et 7.
Le tube extérieur 4 ainsi que le tube 10 sont reliés rigidement au tube intérieur 7 par une monture 11 sous forme d'un couvercle perforé.
A travers le tube d'admission 12 et un ajutage annulaire 12a qui en est solidaire, l'air de refroidissement passe par les trous dy couvercle 11 vers l'intervalle entre le tube 7 et le tube 10, circule comme indiqué par les flèches et retourne ensuite vers le haut. Tandis que le tube 4 se termine dans- le couvercle 11, le tube 7 intérieur est prolongé au delà et monté sans possibilité d'oscillation transversale dans le roulement à billes 13.
A l'extrémité supérieure du tube intérieur 7, est prévue une poulie à courroie 14 qui est constituée dans ce cas par une pièce en coquille.
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La tige 8 est prolongée vers le haut et fixée par une barre 15 au point 15a.
Tandis que la poulie à câble 14 permet de faire tourner le tube intérieur et par suite aussi le tube extérieur, la vis transporteuse 9 et la tige 8 restent immobiles, c'est-à-dire qu'elles ne tournent pas.
Dans le tube intérieur 7 est prévue une trémie 16 qui y pénètre librement et est disposée de façon qu'elle reste immobile comme la tige 8; la trémie est maintenue également par la barre 15.
Une broche ou un doigt 17 dépasse du tube intérieur rotatif 7 dans la trémie 16 et sert à ce que la matière introduite dans la trémie puisse descendre régulièrement à la vis transporteuse. Si par exemple, une accumulation de matière introduite, par exemple du silicofluorire de sodium, se présentait dans le col 18 de la trémie 16, la broche 17 servirait à rompre cette accumulation.
La poulie à courroie 14 est reliée à un moteur d'entraînement par l'intermédiaire d'une courroie 19 et d'une poulie 20. Comme moteur d'en.- traînement, on utilise avantageusement un moteur électrique. Le moteur électrique est monté dans l'exemple précédent sur une plaque 21 qui est disposée parallèlement au système d'alimentation.
La fermeture supérieure du récipient est assurée par un couvercle avec dispositif de refroidissement 22 qui sera décrit plus complètement ci-après.
Comme on l'a déjà indiqué ci-dessus, le tube 4 formant tube de protection est de préférence en graphite. Dans ce tube, pour la protection contre l'oxydation par l'air de refroidissement, on a prévu une chemise 23 appliquée intérieurement, par exemple en acier inoxydable.
Tandis que, dans l'exemple d'exécution décrit, le tube de protection 4 contenant la vis transporteuse 9 pénètre verticalement dans le récipient 1, on peut naturellement prévoir aussi une disposition inclinée.
Dans ce dernier cas, la trémie 16 doit être modifiée de façon correspondante.
La figure 2 montre une réalisation différente. Dans cet exemple de réalisation, le dispositif d'alimentation (vis sans fin) est séparé du dispositif de brassage. Les deux dispositifs pénètrent verticalement dans le récipient 1 et sont de préférence montés ensemble sur le couvercle du récipient.
A l'inverse de la forme d'exécution de la figure 1, le tube 4 est ici fixe, tandis que la tige 8 portant la vis sans fin 9 peut tourner.
Dans le tube intérieur 7 est montée fixe une trémie 39, de préférence en position inclinée, cette trémie étant aussi immobile. Le palier 13 du tube intérieur, prévu à la figure 1, est supprimé dans l'exemple représenté à la figure 2.
Sur la tige 8 est montée une poulie à courroie 40 qui est reliée par l'intermédiaire d'une courroie 41 avec une poulie 42 et, par l'intermédiaire d'une poulie 43 et d'une courroie 44, avec une poulie 45 d'un moteur électrique 46.
Dans l'exemple de réalisation représenté, les poulies à courroies 45,42 et 40 sont a peu près de même grandeur, de sorte que la vitesse de la vis sans fin transporteuse 9 est à peu près égale à celle de la poulie tournante 45 du moteur électrique 46. Sur la tige 8, au niveau du sol de trémie 47, sont disposées des saillies 48 qui replissent le même rôle que la broche 17 représentée à la figure 1. Ces saillies peuvent aussi être reliées les unes avec les autres, de façon à former une vis sans fin. Le dispositif de refroidissement du système d'alimentation n'a pas besoin d'être décrit davan- tage, car il est le même que celui représenté à la figure 1.
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Pour éviter une possibilité de déplacement de la tige 8, dans la direction horizontale, cette tige est maintenue dans des paliers 49 à une petite distance au-dessous de la poulie, à courroie 40. Ces paliers sort par exemple fixés au moyen d'une bare 50à une plaque 51. Cette plaque 51 por- te, comme représenté à la figure 2, le moteur électrique 46 ainsi que le pa- lier fixe 52 du dispositif d'agitation non encore décrit.
Le dispositif de brassage se compose d'une tige 55 qui est en- tourée de préférence d'un tube de graphite qui contient un embout fileté 54.
Sur l'embout fileté 54 est vissée la tête portant les ailettes agitatrices. Ces éléments se composent encore de préférence de carbone ou. d' électro-graphite. On peut aussi prévoir dans ce cas 3 ou 4 ailettes de bras- sage ou davantage.
Le tube 53 est fermé à l'extrémité supérieure par une petite pla- que annulaire 56 qui est soumise à l'action d'un ressort 57 prenant appui contre une plaque 58. Le montage élastique de la plaque 56 et par suite du tube 53 sert à ce que le tube 53 soit constamment appliqué sur le bord sape- rieur 59 des ailettes agitatrices 28. La tige disposée dans le tube 53 ou l'arbre 55 est prolongé au delà de l'extrémité supérieure du tube 53, maintenu dans les paliers 52 déjà indiqués et mis en rotation au moyen de la poulie à courroie 43. Comme la poulie à courroie 43 de l'exemple représenté est notablement plus grande que les poulies à courroies 45 ou 40, les ailettes de brassage 28 tournent beaucoup plus lentement que la vis transporteuse 9.
Le dispositif de refroidissement déjà indiqué à la figure 1 dans le couvercle supérieur du récipient présente encore dans ce cas un branchement 60 qui sert au refroidissement du moteur électrique.
Sur la figure 3, comme sur la figure 2, la vis transporteuse est séparée du dispositif agitateur, mais l'introduction de la matière pulvérulente ou autre se fait dans ce cas latéralement à travers la paroi du récipient.
Le dispositif agitateur est le même qu'à la figure 2, de sorte qu'une description plus complète n'est pas nécessaire ici.
Le récipient 1 présente sur un côté une ouverture 29 dans laquelle pénètre un dispositif d'alimentation. La vis transporteuse 30 est fixée à une tige 31 et est entraînée en rotation par une commande non représentée.
L'entraînement de la vis transporteuse peut par exemple être effectuée de telle façon que le seul moteur électrique prévu entraîne d'une part l'arbre agitateur 27 et fasse tourner d'autre part en même temps la tige 31 et par suite la vis transporteuse 30 par une démultiplication convenable ou par un engrenage et éventuellement par une courroie.
Une ouverture prévue dans la paroi latérale 32 de, la maçonnerie pour le passage du dispositif d'alimentation est notablement plus grande que l'enveloppe 33 de la vis transporteuse et est revêtue par exemple de tôle d'acier 34.
Dans l'exemple ci-dessus, l'enveloppe 33 de la vis transporteuse 30 est solidaire d'une trémie 35 dont la forme diffère de celle représentée à la figure 1. Une des parois 36 de la trémie est à peu près parallèle à la paroi du récipient ou à la paroi latérale 32 de la maçonnerie 24, tandis que l'autre face de trémie 37 présente une inclinaison normale.
Dans l'ouverture 34 pénètre un ajutage 38 qui sert à un refroidissement de l'enveloppe 33 de la vis transporteuse. Ce dispositif de refroidissement n'a cependant été indiqué que schématiquement. On peut évidemment prévoir aussi un dispositif à circulation de refroidissement, l'ouverture 34 devant alors être plus petite ou fermée.
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A l'inverse des formes d'exécution représentées aux figures 1 à 3, oû on a prévu une vis transporteuse, l'exemple d'exécution selon la figure 4 ne comporte que des ailettes de brassage.
Dans le récipient déjà décrit 1, pénètre verticalement un tube de protection 61 qui ressemble au tube 4 (figure 1). Ce tube de protection contient également une chemise intérieure 23 et un tube intérieur 62.
Au moyen des parties 63 en forme de pales portées par le tube de protextion 61, on obtient un tourbillonnement du bain en métal fondu 2, de telle sorte qu'au niveau 64 où débouche le tube de protection il y a une succion qui aspire dans le récipient 1 la substance amenée. Les parties en forme de pales 63 assurent indépendamment de cela la fine répartition régulière de la substance introduite. Le dispositif de refroidissement du tube de protection, déjà prévu dans les figures 1 et 3 n'a pas besoin d'être décrit davantage, car il est le même que celui de l'exemple précédent.
Le tube de protection 61 est relié avec le tube intérieur au point 65 de telle façon que, si le tube intérieur 62 est entraîné en rotation, le tube de protection 61 participe à cette rotation.
Le palier du tube intérieur déjà décrit 13 doit être particulièrement fixe car de sa constitution dépend la précision du fonctionnement de tout le dispositif. A l'extrémité supérieure du tune intérieur 62 est disposée, comme on l'a également décrit, une poulie à courroie 66 qui peut présenter par exemple la forme d'une coquille ou qui présente seulement au milieu une grande ouverture. La trémie 16 est fixée au moyen d'une barre 67, comme on l'a aussi déjà décrit. Cette trémie pénètre librement dans le tube intérieur 62. Dans cet exemple également, une broche ou un doigt est prévu sur le tube intérieur pour servir également à empêcher toute accumulation de la substance introduite au col de trémie 69.
La poulie à courroie 66 est, comme on l'a déjà décrit, entraînée au moyen d'une courroie par un moteur électrique.
On peut modifier l'exemple précédent en montant le tube intérieur fixe, tandis que le tune de protection 61 seul est entraîné en rotation par le moteur électrique. Dans ce cas, le tube intérieur 62 devrait être bien rendu étanche par rapport au tube de protection 61 à l'extrémité inférieure de telle façon que le tube de protection puisse tourner sur le tube intérieur.
Par des dispositifs appropriés, on peut augmenter l'alimentation des substances à introduire, notamment en prolongeant la colonne de la matière à introduire vers le haut à travers un prolongement du tube intérieur 62 ou un agrandissement de la trémie 16. Ainsi on augmente la pression statique et on favorise l'introduction de la substance.
La figure 5 représente un exemple d'exécution dans lequel l'alimentation est effectuée, comme dans les figures 1 à 3, par-une vis sans fin, tandis que l'agitation est effectuée par l'effet de déplacement qui est exercé sur le bain de métal par emploi de fours à induction électrique. Avantageusement dans la construction et l'exploitation de tels fours à induction, on cherche à ce que le mouvement du bain soit suffisamment grand pour obtenir l'effet d'agitation nécessaire. On peut atteindre par exemple ce résultat par le choix d'une basse fréquence du courant de chauffage et/ou par une grande hauteur de la bobine d'induction. Cela est particulièrement valable pour le four à creuset à induction qu'on utilisera de préférence. On peut cependant employer aussi un four à induction construit autrement, par exemple un four à rainure.
Dans l'exemple d'exécution représenté à la figure 5 où on utilise un four à creuset à induction, le récipient 70 est entouré par la bobine à induction 71 refroidie par de l'eau. La culasse magnétique 72 doit empêcher une perte d'induction vers l'extérieur. Les courants annulaires induits dans le bain de métal produisent le mouvement de bain indiqué par les lignes en trait interrompu 73 et ce mouvement est utilisé pour l'agitation et la répartition de substances pulvérulentes introduites. Pour
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compléter le dessin, on a représenté encore à la figure 5 l'enveloppe 74 du four ainsi que l'isolant thermique 75 formé par exemple de chamotte.
Dans l'exemple d'exécution représenté à la figure 6, le réci- pient 1 contient dans la paroi latérale deux ajutages 80 dans lesquels est soufflé de l'air sous pression ou bien un gaz indifférent sec en cas de li- quides réagissant avec l'air. Naturellement, on pourrait aussi prévoir plu- sieurs ajutages. Il semble cependant avantageux de prévoir au moins deux a- jutages, car autrement une répartition de la matière introduite s'obtien- drait difficilement.
Le dispositif d'alimentation pour la substance à introduire est d'ailleurs complètement le même que le dispositif d'alimentation représenté à la figure 3. Cet exemple d'exécution se distingue de celui représenté à la figure 3 par le fait que la répartition ou la fine répartition de la ma- tière introduite s'effectue par de l'air sous pression ou un moyen analogue.
Dans l'exemple d'exécution représenté à la figure 7, le dispositif d'alimentation est encore identique à celui de la figure 6 ou de la figure 3, mais la répartition est obtenue autrement dans cet exemple d'exécu- tion.
La répartition ou la fine répartition est obtenue par la disposition d'un pilon 82 sur une tige ou un arbre 81, déplacé verticalement d' un mouvement de va-et-vient.
L'arbre 81 est supporté au-dessus du couvercle du récipient par des paliers 83, de façon à ne permettre qu'un déplacement vers le haut et vers le bas de l'arbre 81. L'arbre 81 est relié par une articulation à une bielle 84 qui est actionnée au moyen d'une manivelle 85 par une roue à chafne 86. Ainsi la rotation de la roue à chaine 86 est convertie en un mouvement alternatif vertical de l'arbre 81 ou du pilon 82.
La roue à chaîne 86 est reliée par une chaîne 87 à une roue à chaîne 88 d'un moteur 89. Ce moteur d'entraînement est relié par une démultiplication appropriée d'une façon non représentée avec le poulie à courroie 40 du dispositif d'alimentation. Le dispositif d'alimentation peut aussi être entraîné par un moteur séparé.
Dans l'exemple représenté à la figure 8, on a prévu sur la tige 81, au lieu du seul pilon 82 prévu comme à la figure 7, deux autres plateaux 84 qui servent à augmenter davantage la fine répartition de la matière introduite par la vis transporteuse 9. Le dispositif d'entraînement pour le dépla- cement alternatif vertical de la tige 81 avec le pilon 82 et les plateaux 84 est le même que dans l'exemple représenté à la figure 7, mais ce déplacement vertical alternatif est freiné plus fortement par la résistance du bain de métal fondu, de sorte que le dispositif d'entraînement doit être établi plus robuste. Le dispositif d'entraînement est le même que celui représenté à la figure 7..
A la figure 9,, on a représenté schématiquement un exemple montrant comment tout le récipient 1, qui contient le bain de métal 2 et le bain de sel 3, peut être entraîné en rotation. Cette rotation permet d'augmenter éventuellement l'effet de répartition de la matière introduite, par exemple dans le cas des exemples représentés aux figures 1,3,4,7 et 8.
Tandis que, dans les exemples selon les figures 1, 3 et 4, le sens de rotation du récipient est de préférence inversé parrapport au sens de rotation des ailettes agitatrices 6, 28 et 63, le sens de rotation pour augmenter l'effet de répartition dans les exemples représentés aux figures 7 et 8 est sans importance.
Evidemment, on peut aussi faire tourner le récipient de façon intermittente.
Le récipient 1 repose sur un plateau 91. Du plateau 91 dépassent des griffes 92 qui entourent la base 93 du récipient 1. Au lieu du plateau
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91, on pourrait se contenter d'un croisillon aux extrémités duquel seraient prévues des griffes 92.
Le plateau 91 ou le croisillon est porté par une colonne cylindrique 94 qui est solidaire d'un arbre 95. L'arbre 95 est d'un diamètre notablement plus petit que la colonne cylindrique 94.
La colonne cylindrique 94 est portée par un plateau au moyen d'une cage à.billes 96, de telle façon que ce roulement supporte le poids total du récipient et de son soubassement et permette en même temps une rotation de la colonne cylindrique 94.
Le plateau est en même temps le couvercle supérieur d'un palier 98 composé de deux cages à billes 97. Les roulements à billes 97 permettant d'une part une rotation de l'arbre 95 et sont d'autre part assez écartés l'un de l'autre pour assurer un montage solide et sans oscillation transversale du récipient.
La fermeture inférieure du palier 98 est une plaque 99 qui repose sur un socle ou une fondation 100 de construction quelconque.
Le dispositif de rotation pour l'arbre 95 n'est pas décrit davantage, car il peut être de type quelconque.
Dans l'exemple représenté à la figure 10, la vis transporteuse ou le dispositif d'alimentation avec système de refroidissement est identique au dispositif d'alimentation selon la figure 3. -
Pour la fine répartition, on a cependant prévu dans cet exemple une plaque 102 disposée dans la direction de l'axe d'une tige 101 et accom- plissant un déplacement transversal de pale comme indiqué par les flèches 103.
L'entraînement du dispositif d'alimentation ou de la vis transporteuse 30 est analogue au dispositif d'entraînement indiqué à la figure 2.
Pour le déplacement de pale de la plaque 102, suivant les flèches 103, l'arbre 101 est monté de façon à pouvoir osciller autour d'un point fixe 104, tandis qu'au-dessous de ce point d'oscillation est prévue à une distance convenable une articulation 105'. A cette articulation est attelée, par exem- ple au moyen d'un axe, une bielle 106 dont l'autre côté est monté encore par exemple au moyen d'un axe sur une poulie à manivelle 107. La poulie à manivelle est fixée sur l'arbre d'un moteur d'entraînement 108.
Tandis que l'entraînement du dispositif d'alimentation ou de la vis transporteuse 30, comme déjà indiqué ci-dessus peut être assuré par un moteur séparé, il est aussi possible par une démultiplication non représentée d'entraîner la vis transporteuse 30 également par le moteur 108.
La figure 12 montre finalement une forme d'exécution possible du dispositif de refroidissement pour le couvercle supérieur du récipient.
Bien que ce dispositif de refroidissement-soit prévu pour l'exemple représenté à la figure 1, il convient aussi cependant pour la plupart des autres formes d'exécution.
La coupe horizontale suivant la figure 12 du dispositif de refroidissement de la figure 1 montre la périphérie 110 du dispositif de refroidissement 22 dans lequel on a prévu, dans l'exemple, six trous de sortie d'air 111. L'air de refroidissement est, comme indiqué par les flèches 112, introduit dans la charnue entre la paroi supérieure 113 et la paroi inférieu- re 114 (figure 1) , il refroidit donc le'couvercle supérieur du récipient, en particulier la paroi 114, et il s'échappe par les trous 111 déjà décrits.
Pour l'exemple représenté à la figure 1, il suffit de prévoir un évidement médian 115 pour que le tube de protection 4 puisse traverser librement la paroi supérieure et la paroi inférieure du récipient. Pour les formes d'exécution des figures 2, 7 et 8, il faut prévoir au moins deux évidements.
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Autour de l'évidement 115 le dispositif de refroidissement est ferme au moyen d'une paroi annulaire 116. L'accès de l'air de refroidisse- ment peut être assuré par tout moyen convenable.
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The invention relates to a method and a device for the continuous introduction and fine repair of substances, in particular in liquids with a higher specific weight, preferably in a bath of molten metal. The substances to be introduced can be very fine-grained or in powder form, but they can also be in the form of granular material, semolina, flakes or this tablet. Small piece material can even be introduced using the process according to the invention.
In the case where substances of a larger grain diameter which are quite large are employed which are irregular or regular in structure, these substances can be advantageously used with a maximum grain diameter of 15 mm.
While the distribution of the substances introduced in a liquid, preferably a bath of molten metal, which has a lower specific weight than the material to be introduced presents no difficulty, the introduction of substances of lower specific weight, for example in a bath of molten metal, is more difficult or even impossible with the devices or methods customary heretofore.
The problem set out above arises, for example, in the refining and purification of metal for carrying out reactions by ion exchange or for the formation of alloys with metal present in highly targeted form. When introducing powdery substances in powdery form into a liquid with a higher specific weight, difficulties already arise from the fact that the substances introduced have a tendency to float. An already known means provides for agitating fins formed so as to ensure the formation of a suction in the metal bath in order to bring there below the level surface of the bath the material to be introduced in small portions.
Even the use of submerged bells, which are filled with the substance to be introduced, only gives the desired result if the quantity of substance is small.
The difficulties become greater if the percentage of the substance to be introduced in relation to the quantity of the metal bath exceeds a content of the order of magnitude of 2-3% and they are insurmountable if at the same time the substance used decomposes at heat before having produced its effect in the metal bath.
For the solution of the problem set out above, attempts have already been made to project the substance into the metal bath with the use of compressed air by means of an apparatus of the sand jet apparatus type. However, relatively large quantities of air are then required, which naturally also partly enter the metal bath and have a very unfavorable action in the case of metals which can be altered in air. Regardless of this, the moisture content which still exists to a certain degree is usually directly detrimental to metals. In addition, the mass of metal to be treated is subjected to significant undulation and bubbling, which carries the risk of the metal rising above the edge of its container.
If on the level surface of the bath there is or gradually forms a layer of slag, it is also necessary that with the help of the sandblasting apparatus the layer of slag is pierced, so that there is a strong braking of the particles of material and a suitable distribution is no longer done in the metal bath.
Another means which has already been proposed provides for small metal cartridges which are filled with the substance to be introduced and are made of the same metal as the metal of the bath. These metal cartridges are thrown into the metal bath by means of a special launching device, but it should be noted that regardless of the fact that this process is complicated and expensive, it can still only be used for small amounts of substance to be introduced.
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Another solution already proposed consists in pouring the liquid metal bath and in introducing the substance to be used continuously in the casting jet during the casting operation. Here again, the basic condition is that the substance to be introduced does not react when hot under the influence of air or air humidity. In addition, the continuous introduction into the interior of the casting jet of a substance, for example powdery, which agglomerates under the action of heat or partially decomposes, comes up against very great difficulties. The percentage of the amount of substance to be employed relative to the amount of metal is still limited. If too much substance is introduced into the casting stream, the metal cools too early and the stirring effect is very much weakened.
Finally, if the substance to be introduced has to pierce a liquid layer, for example a layer of slag gradually formed on the surface of the metal bath, this results in the same difficulty, that is to say, the stirring effect is greatly weakened.
The essential aim of the invention is to eliminate the drawbacks set out above which arise with the processes employed hitherto.
The main characteristic now consists in that one proceeds according to the invention in such a way that the substance to be introduced is introduced in the form of a flow preferably inside the liquid bath against its hydrostatic pressure and that means are used. to ensure a progression of this flow exceeding that of the natural fall.
Thus, one proceeds according to the invention in such a way that a constant flow of the substances to be introduced is maintained, this flow opening out below the level surface of the liquid, and that for the acceleration or for the accelerated progression of the current at least the natural fall of the flow is used.
Another characteristic of the invention consists in that, in addition, means are used which ensure a fine distribution of the flow after it has entered the liquid.
Another characteristic of the process according to the invention consists in that, into the liquid, a dry indifferent gas is introduced which acts for a fine distribution of the substances introduced.
For the purpose indicated above, there are nozzles or the like through which the gas is delivered under an overpressure inside the liquid in the wall of the container.
Another way to finely distribute the substances consists in using induction heating of the container to simultaneously stir the liquid, so as to ensure a fine distribution.
Finally, according to the invention it is also possible to proceed so that the natural fall of the flow in question is effected or accelerated so that the substance is forced back into the liquid by a static pressure effect.
The process according to the invention can in particular be applied to the preparation of aluminum and silicon alloys and of a salt similar to chiolite. For this, sodium silicofluoride is introduced into chemically pure aluminum. In this process, for example, there is the problem of the invention of introducing a substance of lower specific weight into a bath of molten metal.
The invention also comprises various devices for carrying out the method according to the invention.
According to an example of the device according to the invention, in a container containing a liquid of higher specific weight, preferably
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the molten metal bath is immersed in a tube, the outlet of which is below the level surface of the liquid and in addition a feed device is provided for the substances. The feed device can be constituted by an endless screw disposed in the tube.
According to another example of the device according to the invention, stirring fins are provided on the tube to feed the substance introduced into the liquid of higher specific weight by a suction effect and to distribute it finely.
A preferred embodiment of the device according to the invention consists in that, in the aforementioned tube, a conveying screw is arranged and that on the external face of this tube are provided agitating fins, so that the introduction is ensured. by the endless screw and the distribution by the agitating fins.
According to another embodiment of the device according to the invention, a conveyor screw can be placed in the tube and moreover a pestle immersed in the container can be provided for distribution.
The conveyor worm can be arranged in a tube and the agitator fins on a separate rod or tube, the two elements being set in motion or in rotation independently of each other.
In the case where the tube and the conveyor screw are arranged together or in the case where the tube and the conveyor screw are arranged separately, the tube or the tube and the agitator shaft or the agitator shaft can enter the container from from the top. They can also enter the container through the side wall or the bottom and be operated from there.
To set in motion or rotate the elements of the device according to the invention in the container, an electric motor can be provided. If only a tube is provided with agitating fins associated with it - that is to say if no conveyor screw is provided - the rotation must be done quickly enough by means for example of an electric motor so that the substances are sucked up below the level surface of the liquid and are at the same time finely distributed by the agitator fins. In this embodiment, the agitator fins can also be constructed as blades.
To increase the distribution effect, the container containing the liquid can itself be rotated and the direction of rotation of the container should preferably be opposite to that of the tube with the agitating fins or of the tube with the conveyor screw and agitator fins or the tube and pestle. The container may also rotate intermittently. Of course, the elements of the device immersed in the liquid can also rotate intermittently.
Independently of the rotational movement indicated above as being preferable for the elements of the device which immerse in the liquid or for the container which contains the liquid, it is possible on the one hand to subject the container or even on the other hand the elements of the device plunging into the liquid in a tilting or oscillating motion.
Of course, one can immerse in the liquid or provide in the liquid several tubes, agitator shafts, rods or the like.
To facilitate the introduction of substances, one pe.t provide a hopper or a similar element at the upper end, either in the vertical extension or in an inclined position relative to the direction of the axis of the tube, for example in the case of a lateral arrangement of the tube.
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As constituent material for the device according to the invention or as coating material for the elements immersed in the liquid, preferably in the bath, or for the internal wall of the receptacle, carbon or electro-graphite or else silicon carbide is suitable. advantageously.
It has been observed that, for example when using aluminum as a metal bath, the choice of the material in which the device according to the invention must be made is particularly difficult because the aluminum alloys very easily with any construction metal. In the case of the use of a complex alkali fluoride, such as for example sodium silicofluoride, the use of ceramic elements is disadvantageous because the alkali fluorides attack the ceramic materials.
In the case of the preferred use of electro-graphite, care must also be taken to maintain the temperature of the elements of the device below 600 ° C., because beyond this temperature the electro-graphite burns. This is why provision has been made to exclude or prevent the access of atmospheric oxygen in the case of the use of electro-graphite.
In addition, provision has been made according to the invention for the various elements of the device to be cooled. This is particularly the case for the lid of the container and also for the elements immersed in the liquid; consequently according to the invention, there is provided, at the top cover of the container, a cooling device composed of a cover and a double-walled mounting plate, for example traversed by pressurized air. In addition to this, a cooling device has been provided for the tube ensuring the introduction of the substances. This cooling device preferably consists of a system of channels provided inside the tube between its outer wall and its inner wall, this system being supplied with pressurized air by means of a nozzle.
Various embodiments of devices according to the invention will be described below with reference to the appended drawing in which: FIG. 1 is a longitudinal section of one embodiment, comprising a tube dipping vertically into a container with stirring fins mounted on its outer surface and with a conveyor screw inside the tube; Figure 2 is a longitudinal section of another embodiment comprising the separate arrangement of a stirrer shaft immersed vertically in the liquid and a feed device also immersed vertically in the liquid and provided with a conveyor screw ;
Fig. 3 is a longitudinal section of a third embodiment comprising a stirrer shaft immersed vertically in the liquid and a conveyor screw feed device disposed separately in the side wall of the container; Fig. 4 is a longitudinal section of a fourth embodiment comprising a tube immersed vertically in the liquid with stirring fins in the form of blades, the supply and distribution of materials then taking place simultaneously by means of this device; FIG. 5 is a longitudinal section of a fifth embodiment with a schematic representation of an induction heater for the receptacle comprising a feed device with a conveyor screw immersed vertically in the liquid;
FIG. 6 is a longitudinal section of a sixth embodiment comprising two nozzles arranged diametrically in the side wall of the container for the introduction of indifferent gas as well as a feed device with a conveyor screw immersed vertically in the liquid;
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FIG. 7 is a longitudinal section of a seventh embodiment of the invention comprising a feed device with a conveyor screw immersed vertically in the liquid and a pestle placed separately on a rod and movable vertically upwards and the bottom inside the liquid; figure 8 shows a device similar to that of figure
7, but in which the pestle comprises several plates for the reinforcement of the distribution effect;
Figure 9 is a longitudinal section of the container shown schematically and shows the possibility of rotation of the entire container; FIG. 10 is a longitudinal section of an eighth embodiment, in which the endless screw enters the container laterally and which comprises a pestle which reciprocates in the liquid; Figure 11 is a partial view of the pestle shown in Figure 10; and FIG. 12 is a detail of FIG. 1 in top view, showing the hollow lid of the container through which the cooling air passes.
In the embodiment shown in Figure 1, a vessel 1 of any shape contains a bath of molten metal 2 and a bath of molten salt 3. The vessel 1 is preferably lined internally with electro-graphite carbon to prevent drip. 'on the one hand the metal forms an alloy with the material of the container and on the other hand to prevent impurities from entering the substances introduced.
A tube 4 penetrates vertically into container 1. Tube 4 is narrowed at its lower end 5 and carries stirring fins 6 integral with this tube. It is possible to provide two stirring fins arranged diametrically, or also three fins offset by 120, or else four stirring fins or more.
The tube 4 is made of a material which cannot be attacked by the liquid or the metal bath to be treated, preferably carbon or electro-graphite.
Into the tube 4 enters an inner tube 7 which still contains a rod 8 carrying at the lower end a conveyor screw 9. The conveyor screw 9 almost reaches the lower end of the tube 4 and stops at the lower end. with the inner tube 7. The inner tube 7 fits without gap at its lower end in the tube 4, while the conveyor via 9 is suspended from the rod 8 freely inside the tube 7.
Between the inner tube 7 and the tube 4 is provided another additional tube 10 which is disposed on the one hand away from the outer tube 4 and on the other hand away from the inner tube 7. This tube is not s' does not extend to the lower end of inner tube 7, but freely enters the gap between tubes 4 and 7.
The outer tube 4 and the tube 10 are rigidly connected to the inner tube 7 by a frame 11 in the form of a perforated cover.
Through the intake tube 12 and an annular nozzle 12a which is integral with it, the cooling air passes through the holes in the cover 11 towards the gap between the tube 7 and the tube 10, circulates as indicated by the arrows and then returns to the top. While the tube 4 ends in the cover 11, the inner tube 7 is extended beyond and mounted without the possibility of transverse oscillation in the ball bearing 13.
At the upper end of the inner tube 7, there is provided a belt pulley 14 which in this case consists of a shell piece.
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The rod 8 is extended upwards and fixed by a bar 15 at point 15a.
While the cable pulley 14 allows the inner tube to be rotated and hence also the outer tube, the conveyor screw 9 and the rod 8 remain stationary, i.e. they do not rotate.
In the inner tube 7 is provided a hopper 16 which enters it freely and is arranged so that it remains stationary like the rod 8; the hopper is also held by the bar 15.
A pin or finger 17 protrudes from the rotating inner tube 7 into the hopper 16 and serves to ensure that the material introduced into the hopper can descend regularly to the conveyor screw. If, for example, an accumulation of material introduced, for example sodium silicofluoride, were to appear in the neck 18 of the hopper 16, the pin 17 would serve to break this accumulation.
The belt pulley 14 is connected to a drive motor via a belt 19 and a pulley 20. As the drive motor, an electric motor is advantageously used. The electric motor is mounted in the previous example on a plate 21 which is arranged parallel to the supply system.
The upper closure of the container is provided by a cover with cooling device 22 which will be described more fully below.
As already indicated above, the tube 4 forming the protection tube is preferably made of graphite. In this tube, for protection against oxidation by cooling air, there is provided a jacket 23 applied internally, for example of stainless steel.
While, in the exemplary embodiment described, the protective tube 4 containing the conveyor screw 9 penetrates vertically into the receptacle 1, it is naturally also possible to provide an inclined arrangement.
In the latter case, the hopper 16 must be modified accordingly.
Figure 2 shows a different embodiment. In this exemplary embodiment, the feed device (worm) is separate from the mixing device. The two devices penetrate vertically into the container 1 and are preferably mounted together on the lid of the container.
Unlike the embodiment of Figure 1, the tube 4 is fixed here, while the rod 8 carrying the worm 9 can rotate.
In the inner tube 7 is fixedly mounted a hopper 39, preferably in an inclined position, this hopper also being stationary. The bearing 13 of the inner tube, provided in Figure 1, is omitted in the example shown in Figure 2.
On the rod 8 is mounted a belt pulley 40 which is connected via a belt 41 with a pulley 42 and, via a pulley 43 and a belt 44, with a pulley 45 d 'an electric motor 46.
In the exemplary embodiment shown, the belt pulleys 45, 42 and 40 are approximately the same size, so that the speed of the conveyor worm 9 is approximately equal to that of the rotating pulley 45 of the electric motor 46. On the rod 8, at the level of the hopper floor 47, are arranged projections 48 which fulfill the same role as the spindle 17 shown in Figure 1. These projections can also be connected with each other, way to form a worm. The power system cooling device does not need to be described any further, as it is the same as that shown in Figure 1.
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To avoid a possibility of displacement of the rod 8, in the horizontal direction, this rod is held in bearings 49 at a small distance below the pulley, belt 40. These bearings come out for example fixed by means of a bare 50 to a plate 51. This plate 51 carries, as shown in FIG. 2, the electric motor 46 as well as the fixed bearing 52 of the stirring device not yet described.
The stirring device consists of a rod 55 which is preferably surrounded by a graphite tube which contains a threaded tip 54.
The head carrying the agitating fins is screwed onto the threaded end 54. These elements still preferably consist of carbon or. of electro-graphite. 3 or 4 or more brazing fins can also be provided in this case.
The tube 53 is closed at the upper end by a small annular plate 56 which is subjected to the action of a spring 57 bearing against a plate 58. The elastic assembly of the plate 56 and consequently of the tube 53 serves to ensure that the tube 53 is constantly applied to the sapping edge 59 of the agitating fins 28. The rod disposed in the tube 53 or the shaft 55 is extended beyond the upper end of the tube 53, held in the bearings 52 already indicated and rotated by means of the belt pulley 43. As the belt pulley 43 of the example shown is notably larger than the belt pulleys 45 or 40, the stirring fins 28 rotate much more slowly than the conveyor screw 9.
The cooling device already indicated in FIG. 1 in the upper cover of the receptacle still has in this case a connection 60 which serves for cooling the electric motor.
In Figure 3, as in Figure 2, the conveyor screw is separated from the agitator device, but the introduction of the powdered material or the like is in this case made laterally through the wall of the container.
The agitator device is the same as in Figure 2, so a more complete description is not necessary here.
The container 1 has on one side an opening 29 into which a feed device enters. The conveyor screw 30 is fixed to a rod 31 and is driven in rotation by a control not shown.
The driving of the conveyor screw can for example be carried out in such a way that the only electric motor provided drives on the one hand the agitator shaft 27 and on the other hand rotates the rod 31 and consequently the conveyor screw at the same time. 30 by a suitable reduction or by a gear and possibly by a belt.
An opening provided in the side wall 32 of the masonry for the passage of the feed device is notably larger than the casing 33 of the conveyor screw and is coated for example with sheet steel 34.
In the above example, the casing 33 of the conveyor screw 30 is integral with a hopper 35, the shape of which differs from that shown in FIG. 1. One of the walls 36 of the hopper is approximately parallel to the wall of the container or to the side wall 32 of the masonry 24, while the other face of the hopper 37 has a normal inclination.
Into the opening 34 penetrates a nozzle 38 which serves for cooling the casing 33 of the conveyor screw. However, this cooling device has only been indicated schematically. It is obviously also possible to provide a cooling circulation device, the opening 34 then having to be smaller or closed.
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Unlike the embodiments shown in Figures 1 to 3, where a conveyor screw is provided, the embodiment according to Figure 4 only comprises stirring fins.
In the container already described 1, vertically penetrates a protective tube 61 which resembles the tube 4 (Figure 1). This protective tube also contains an inner jacket 23 and an inner tube 62.
By means of the blade-shaped parts 63 carried by the protective tube 61, one obtains a swirling of the molten metal bath 2, so that at level 64 where the protective tube opens there is a suction which sucks in. the container 1 the substance supplied. The blade-shaped parts 63 independently ensure the fine even distribution of the substance introduced. The device for cooling the protective tube, already provided in Figures 1 and 3, does not need to be further described, since it is the same as that of the previous example.
The protection tube 61 is connected with the inner tube at point 65 so that, if the inner tube 62 is rotated, the protection tube 61 participates in this rotation.
The bearing of the inner tube already described 13 must be particularly fixed because its constitution depends on the precision of the operation of the entire device. At the upper end of the inner tube 62 is disposed, as has also been described, a belt pulley 66 which may for example have the shape of a shell or which only has a large opening in the middle. The hopper 16 is fixed by means of a bar 67, as has also already been described. This hopper freely enters the inner tube 62. Also in this example, a pin or finger is provided on the inner tube to also serve to prevent any build-up of the substance introduced at the hopper neck 69.
The belt pulley 66 is, as has already been described, driven by means of a belt by an electric motor.
The previous example can be modified by mounting the fixed inner tube, while the protective tune 61 alone is driven in rotation by the electric motor. In this case, the inner tube 62 should be well sealed against the protection tube 61 at the lower end so that the protection tube can rotate on the inner tube.
By appropriate devices, the feed of the substances to be introduced can be increased, in particular by extending the column of the material to be introduced upwards through an extension of the inner tube 62 or an enlargement of the hopper 16. Thus the pressure is increased. static and the introduction of the substance is favored.
FIG. 5 represents an example of execution in which the feeding is carried out, as in FIGS. 1 to 3, by a worm, while the stirring is carried out by the displacement effect which is exerted on the metal bath using electric induction furnaces. Advantageously in the construction and operation of such induction furnaces, the aim is to ensure that the movement of the bath is large enough to obtain the necessary stirring effect. This result can be achieved, for example, by choosing a low frequency of the heating current and / or by a great height of the induction coil. This is particularly valid for the induction crucible furnace which will preferably be used. However, it is also possible to employ an induction furnace constructed otherwise, for example a groove furnace.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 5 where an induction crucible furnace is used, the receptacle 70 is surrounded by the induction coil 71 cooled by water. The magnetic yoke 72 should prevent loss of induction to the outside. The annular currents induced in the metal bath produce the bath movement indicated by the broken lines 73 and this movement is used for the agitation and distribution of powdery substances introduced. For
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to complete the drawing, FIG. 5 also shows the casing 74 of the oven as well as the thermal insulation 75 formed for example of chamotte.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 6, the container 1 contains in the side wall two nozzles 80 into which air under pressure is blown or else a dry indifferent gas in the case of liquids reacting with it. the air. Of course, a number of nozzles could also be provided. However, it seems advantageous to provide at least two nozzles, since otherwise it would be difficult to obtain a distribution of the material introduced.
The feed device for the substance to be introduced is moreover completely the same as the feed device shown in FIG. 3. This exemplary embodiment differs from that shown in FIG. 3 by the fact that the distribution or the fine distribution of the material introduced is effected by pressurized air or a similar means.
In the exemplary embodiment represented in FIG. 7, the feed device is still identical to that of FIG. 6 or of FIG. 3, but the distribution is obtained otherwise in this exemplary embodiment.
The distribution or the fine distribution is obtained by the arrangement of a pestle 82 on a rod or a shaft 81, displaced vertically in a reciprocating movement.
The shaft 81 is supported above the lid of the container by bearings 83, so as to allow only upward and downward movement of the shaft 81. The shaft 81 is connected by a joint to a connecting rod 84 which is actuated by means of a crank 85 by a chain wheel 86. Thus the rotation of the chain wheel 86 is converted into a vertical reciprocating movement of the shaft 81 or of the ram 82.
The chain wheel 86 is connected by a chain 87 to a chain wheel 88 of a motor 89. This drive motor is connected by a suitable reduction in a manner not shown with the belt pulley 40 of the device. food. The feed device can also be driven by a separate motor.
In the example shown in Figure 8, there is provided on the rod 81, instead of the only pestle 82 provided as in Figure 7, two other plates 84 which serve to further increase the fine distribution of the material introduced by the screw conveyor 9. The drive device for the vertical reciprocating displacement of the rod 81 with the pestle 82 and the plates 84 is the same as in the example shown in FIG. 7, but this reciprocating vertical displacement is braked more strongly. by the resistance of the molten metal bath, so that the driving device should be established more robust. The drive device is the same as that shown in Figure 7 ..
In FIG. 9, there is schematically represented an example showing how the entire container 1, which contains the metal bath 2 and the salt bath 3, can be driven in rotation. This rotation makes it possible to possibly increase the effect of distribution of the material introduced, for example in the case of the examples shown in Figures 1, 3, 4, 7 and 8.
While, in the examples according to Figures 1, 3 and 4, the direction of rotation of the container is preferably reversed with respect to the direction of rotation of the stirring fins 6, 28 and 63, the direction of rotation to increase the distribution effect in the examples shown in Figures 7 and 8 is irrelevant.
Of course, one can also rotate the container intermittently.
The container 1 rests on a plate 91. From the plate 91 protrude claws 92 which surround the base 93 of the container 1. Instead of the plate
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91, one could be satisfied with a cross at the ends of which claws 92 would be provided.
The plate 91 or the spider is carried by a cylindrical column 94 which is integral with a shaft 95. The shaft 95 is of a significantly smaller diameter than the cylindrical column 94.
The cylindrical column 94 is carried by a plate by means of a ball cage 96, in such a way that this bearing supports the total weight of the container and of its base and at the same time allows a rotation of the cylindrical column 94.
The plate is at the same time the upper cover of a bearing 98 composed of two ball cages 97. The ball bearings 97 allow on the one hand a rotation of the shaft 95 and are on the other hand quite apart. on the other to ensure a solid assembly without transverse oscillation of the container.
The lower closure of the bearing 98 is a plate 99 which rests on a plinth or foundation 100 of some construction.
The rotation device for the shaft 95 is not described further, since it can be of any type.
In the example shown in figure 10, the conveyor screw or the feed device with cooling system is identical to the feed device according to figure 3. -
For the fine distribution, however, a plate 102 disposed in the direction of the axis of a rod 101 and performing a transverse displacement of the blade as indicated by the arrows 103 has been provided in this example.
The drive of the feed device or the conveyor screw 30 is analogous to the drive device shown in Figure 2.
For the displacement of the blade of the plate 102, according to the arrows 103, the shaft 101 is mounted so as to be able to oscillate around a fixed point 104, while below this point of oscillation is provided at a suitable distance a 105 'joint. To this articulation is coupled, for example by means of a pin, a connecting rod 106, the other side of which is also mounted, for example by means of a pin on a crank pulley 107. The crank pulley is fixed on the shaft of a drive motor 108.
While the drive of the feed device or of the conveyor screw 30, as already indicated above can be provided by a separate motor, it is also possible by a reduction not shown to drive the conveyor screw 30 also by the engine 108.
Figure 12 finally shows a possible embodiment of the cooling device for the top cover of the container.
Although this cooling device is provided for the example shown in Figure 1, however, it is also suitable for most other embodiments.
The horizontal section according to Figure 12 of the cooling device of Figure 1 shows the periphery 110 of the cooling device 22 in which there are provided, in the example, six air outlet holes 111. The cooling air is provided. , as indicated by the arrows 112, introduced into the flesh between the top wall 113 and the bottom wall 114 (figure 1), therefore it cools the top lid of the container, in particular the wall 114, and it escapes. through the holes 111 already described.
For the example shown in Figure 1, it suffices to provide a median recess 115 so that the protective tube 4 can freely pass through the upper wall and the lower wall of the container. For the embodiments of Figures 2, 7 and 8, it is necessary to provide at least two recesses.
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Around the recess 115 the cooling device is closed by means of an annular wall 116. Access to the cooling air can be provided by any suitable means.