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La présente invention se rapporte au transport de matières finement pulvérisées, d'un réservoir à l'endroit d'utilisation, dans une conduite au moyen d'un courant gazeux. Elle concerne également des procédés chimiques ou métallurgiques qui nécessitent un écoulement dense, uniforme et fluide des matières transportées dans un tel dispositif. Elle est particulièrement relative à l'injection d'une matière de traitement finement pulvérisée, sous la surface d'unmétal fondu, par exemple pour l'introduction de carbure de calcium dans du fer fondu, sous la surface de celui-ci en vue de la désulfuration de ce métal.
AU,cours de la production ou du traitement de certains métaux ou alliages, il-est souvent souhaitable de provoquer des
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réactions chimiques ou métallurgiques, ou de p océder à des additions, entre le métal liquide et différents agents 'actifs, comme par exemple le fer et le carbure de calcium en vue de la désulfuration. Ces agents de traitement ont alors souvent des caractéristiques telles que même à de hautes températures, ils ne réagissent que relativement peu. Ces agents ont souvent une densité plus faible que celle du métal fondu dans lequel ils'.sont injectés, ce qui fait qu'il est difficile de les immerger,. Pour éviter ces inconvénients, on a proposé de pulvériser ces agents 'de traitement pour les injecter sous cette forme dans le' bain de métal fondu.
Tandis qu'à l'état pulvérisé, ces agents de traitement ont une surface de contact et une zone de réaction beaucoup plus grande s entre eux et le métal fondu, leur injection à l'état pulvérisé pose un certain nombre de problèmes. C'est ainsi par exemple que l'agent doit être injecté avec une force suffisante pour qu'il puisse pénétrer dans le métal fondu, et le rapport entre l'agent et le gaz véhiculaire doit être suffisamment élevé pour réduire au minimum l'emprisonnement de l'agent dans les bulles du gaz véhiculaire qui se forment lorsque le courant de gaz et de poudre pénètre dans le métal en fusion.
Cet écoulement du courant de gaz et de poudre doit se faire uniformément et sans à coups, afin d'éviter les obstuctions du tube d'injection:
Le but principal de l'invention est d'éviter les inconvénients précités et de permettre un écoulement dense, fluide et uniforme d'un courant de matières finement pulvérisées et de gaz d'une conduite .de transport.
L'invention a pour autres buts de procurer un appareil perfectionné permettant de transporter de façon continue de grandes quantités de matières finement pulvérisées dans une conduite, à une vitesse prédéterminée, et d'introduire efficacement par injection cette matière sous la surface d'un métal fondu, - un procédé et un appareil pour distribuer de la matière
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finement pulvérisée, une mince couche de matière étant maintenue à l'état fluidifié, retirer la matière de cette partie la couche .
puis la protéger et la diluer par un gaz avant de la véhiculer dans une c ondui te convenable, - un appareil de distribution susceptible d'injecter la matière finement pulvérisée, dans un métal fondu, et cela en un écoulement continu d'un agent déterminé ou un courant de deux agents dissemblables, injectés successivement.
D'autres buts et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après avec référence aux dessins annexés.
La fig. 1 est une vue de côté de l'arrière d'une forme de réalisation préférée de l'appareil, partiellement en coupe.
La fig. 2 est une coupe de la partie de la fig. 1, repré- sentant le système d'alimentation et de dilution.
La fig. 3 est une représentation schématique de l'alimen- tation de gaz et du dispositif de commande de l'appareil représente' sur la fig. 1.
La fig. 4 est une représentation graphique du rapport entre la quantité de carbure de calcium et la, -pression pour des conduites de 6,4 mm et 7,9 mm, sous différentes pressions dans le système de dilution(pression à laquelle le système de dilution est soumis en plus de la pression régnant dans la chambre de pulvérisation).
Sur cette .'.'Lfure sont portées en ordonnées des quantités exprimées en kg/min. et en abscisses des pressions '
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exprimées en otaiosphères, et les chiffres de cette figure doivent être lus comme suit:
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<tb> Ordonnées <SEP> Abscisses
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<tb> 18 <SEP> = <SEP> 8,154 <SEP> kg/min.
<SEP> 10 <SEP> = <SEP> 0,68 <SEP> atm.
<tb>
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17 = 7,701 n fi 20 = 1,36 fi
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<tb> 16 <SEP> = <SEP> 7,248 <SEP> " <SEP> " <SEP> 30 <SEP> = <SEP> 2,04 <SEP> "
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15 = 6,795 n fi po = z7? 14 = 6,342 Il '" 50 = 30 1I 13 = 5,$$9 Il ft 60 = 4,08 foi
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<tb> 12 <SEP> = <SEP> 5,436 <SEP> " <SEP> "
<tb> 11 <SEP> = <SEP> 4,983 <SEP> " <SEP> "
<tb> 10 <SEP> = <SEP> 4,530 <SEP> " <SEP> "
<tb> 9 <SEP> = <SEP> 4,077 <SEP> n <SEP> "
<tb> 8 <SEP> = <SEP> 3,624 <SEP> " <SEP> "
<tb> 7 <SEP> = <SEP> 3,171 <SEP> " <SEP> "
<tb> 6 <SEP> = <SEP> 2,718 <SEP> " <SEP> "
<tb>
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5 = 2 , 265 If If
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<tb> 2 <SEP> = <SEP> 0,906 <SEP> " <SEP> "
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453 <SEP> " <SEP> "
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Les diamètres indiqués sont ceux de la conduite et les pressions celles régnant dans la chambre de dilution.
La fig.5 est une représentation graphique du rapport entre la quantité de carbure de calcium distribuée et le carbure de calcium, et la quantité de gaz, pour des conduites de 6,4 mm et 7,9 mm de diamètre sous différentes pressions du système de'dilution Sur cette figure sont portés en ordonnées et en abscisses, respec- tivement, des kg/min. et des atmosphères, et les chiffres de cette figure doivent être lus comme suit :
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<tb> Ordonnées <SEP> Abscisses
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13 <SEP> = <SEP> 5,889 <SEP> " <SEP> " <SEP> 2 <SEP> = <SEP> 0,14 <SEP> "
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<tb> 12 <SEP> = <SEP> 5,436 <SEP> " <SEP> " <SEP> 3 <SEP> = <SEP> 0,18 <SEP> "
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10 = 4,530 tir fi 5 = pu 34 "
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359 <SEP> " <SEP> "
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Les diamètres indiqués sont ceux de la conduite et -les pressions celles régnant dans la chambre de dilution.
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La fig- 6 est une représentation graphique du rapport entre le taux de distribution de carbure de calcium et la quantité totale de gaz du courant, pour des conduites de 6,4 mm et 7,9 mm de ..diamètre sous différentes pressions du système de dilution.
Sur cette figure sont portés en ordonnées des quantités exprimées en kg/min. et en abscisses'des pressions exprimées en atmosphères, et les chiffres de cette figure doivent être lus comme suit:
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<tb> Ordonnées <SEP> Abscisses
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18 = 8.154 kg/min. 40 2e72 atm.
17 = 7,701 80 = 5.44 " 16 = 7.248 " 120 = 8,16 1r 15 =6.795 " ra 160 =10,93 11 14 = 6,9342 " " 200 =13,60 13 = 5.y889 " 2/a.0 =16.32 ta 12 5.,436 " 280 =19 e 0,4 " 11=4983 11 "'
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<tb> 1 <SEP> = <SEP> 0,453 <SEP> " <SEP> "
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Les diamètres indiqués sont ceux de la conduite et les pressions celles régnant dans la chambre de dilution.
Pour simplifier, on utilisera parfois-dans la descrip- tion et les' revendications, le mot " poudre pour désigner la matière broyée ou finement pulvérisée à un degré .de pulvérisation qui convient à l'utilisation dans l'appareil suivant la présente invention.
Les figs. 1 et 3 montrent que le système de pulvérisa- tion représenté est essentiellement- constitué par une paire de trémies d'alimentation L et de robinets, une paire de réservoirs parallèles H, une chambre de fluidification F pourvue d'une série de tuyaux d'entrée ou de sortie de la poudre, un dispositif de dilution I et un système de conduites de gaz et de commande S.
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Le fluidificatëur représenté sur la fig. 1 comporte un châssis 1 dans lequel il estmonté verticalement. Ce châssis est muni de pieds 2 fixés à leur extrémité à un cadre rectangulaire 3 qui sur tout s en. pourtour intérieur tome un épaulèrent 4. Un second cadre rectangulaire est monté entre lespieds 2, en subs- tance parallèlement au sol 6. Ce second -cadre se prolonge en arrière des pieds 2 et supporte une plate-forme 7 forment un marchepied sur lequel se tient l'opérateur lors du remplissage.
Les parois 10 de chaque réservoir cylindrique H portent plusieurs cornières 11 formant supports. L'aile extérieure de chacun de ces supporte repose sur l'épaulement 4 du cadre 3 sur lequel elle est fixée par des boulons.
Des robinets de chargement à bille 12 montés axialement à la partie supérieure de chaque réservoir vertical H, et intercalés dans les conduites verticales se trouvent en dessous des trémies de chargement 15, ce qui simplifie le chargement des réservoirs et réduit les pertes de matière chargée.
Une tubulure en saillie sur la partie supérieure de chacun des réservoirs cylindriques et situésau-dessus du niveau supérieur normal de la poudre dans le réservoir,. est reliée à un tuyau d'échappement de sûreté 20, par l'intermédiaire d'un tuyau coudé portant un diaphragme de sûreté 19 pour la pression. Sur la fig. 1 du dessin, ce dispositif n'est pas dessiné pour le réservoir de droite. Si à un moment quelconque, dans l'un ou l'autre réser- voir, la pression dépasse un maximum de sécurité prédéterminé, le diaphragme de sûreté 19 se-déchire et la pression en excès se décharge à l'air libre, en dehors de la zone de travail normale de l'opérateur. Chaque réservoir est aménagé de façon à pouvoir contenir 45,4 kg de carbure de calcium en poudre.
La partie inférieure de chaque réservoir H, faisant suite à là paroi cylindrique 10, forme une sorte de cône renversé 21, qui se termine par une bride d'accouplement 22. Un second robinet à bille 26 est vissé sur la bride d'accouple:.lent 22 et un
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tuyau coudé 28 relie ce robinet à bille 28 à la chambre de réparti- tion 29 du fluidificateur F. Cornue, chaque réservoir H comporte un robinet de sortie à bille 26 et que chaque réservoir alimente par gravité la chambre de répartition 29, il est clair que la matière contenue dans l'un ou l'autre réservoir peut être utilisée à volonté sans interrompre l'écoulement du courant de gaz et de poudre. Cela peut être obtenu par une simple manoeuvre du robinet à bille 26 monté entre chaque réservoir et la chambre de répartition 29.
Dans des conditions de travail normales, un des réservoirs alimente de poudre le système de fluidification pendant qu'on charge l'autre, ces deux réservoirs pouvant aussi contenir des matières différentes susceptibles d'être utilisées alternativement, par exemple du carbure de calcium et du ferro-silicium.
La poudre pénètre dans la chambre de répartition et de là elle arrive par gravité dans la chambre de fluidification. Toutefois. comme on peut le voir sur la fig. 3, chaque réservoir est pourvu d'une conduite d'arrivée de gaz 35 qui y débouche au-dessus du ni- veau normal de la poudre, de façon à pouvoir introduire dans le réservoir une quantité déterminée de gaz pour équilibrer la pression.
Sur la fig. 1, on voit que le fluidificateur F est fixé à la chambre de répartition 29, constituée par un corps principal cylindrique 30 et une partie supérieure semi-sphérique 31. Comme mentionné plus haut, une partie de tuyaux coudés d'entrée de poudre 28, relient les réservoirs à la chambre de répartition 29. Une partie inférieure conique 36 fait suite au corps principal cylin- drique 30 de la chambre de répartition 29, et se termine par une ouverture cylindrique centrale 37. Une lanterne de protection 38 est logée dans l'ouverture cylindrique 37 et y est tenue de façon que son extrémité supérieure fermée 39 s'avance au centre de l'élément cylindrique 30 de la chambre de répartition.
De grandes ouvertures rectangulaires 40, destinées au passage de la poudre,
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sont aménagées dans la paroi de la lanterne 38, elles permettent la poudre de passer de la chambre de répartition 29 dans le bas de la lanterne 28, où a lieu sa fluidification. La fonction principale de la lanterne 38 est d'empêcher l'accumulation d'un poids excessif dans la chambre de répartition, au-dessus de la couche fluidifiée. Un manchon 41 entoure la paroi 42 de la lanterne 38; il est monté entre les ouvertures 40 et la partie inférieure de la lanterne 38. Cetté partie inférieure constitue la chambre de fluidification et, à sa partie médiane sont reliés les conduites de soutirage de poudre et le système de dilution.
Les quatre conduites de soutirage de poudre 43 traversent la paroi tubulaire 42 et le manchon 41 qui l'entoure, et leurs extrémités font saillie à l'intérieur de la chambre de fluidification 14.' Une paire de segments 44 maintiennent un diffuseur de gaz ou disque'métallique poreux 45, transversalement dans la partie inférieure du tube 42 en dessous des conduites de soutirage de poudre 43. La porosité de ce disque 45 est telle qu'il permet le passage uniforme des gaz par ses pores, tout en étant suffisam- ment dense pour retenir la poudre.
Un raccord de réduction 46 vissé à la base de la partie tubulaire 42 relie la chambre de fluidification 14 au dispositif de commande et d'alimentation S du gaz (décrit plus loin), par l'intermédiaire d'une conduite.
La fig. 2 montre en détail une conduite -de soutirage de poudre et le système de dilution I. La conduite de soutirage de poudre 43 est fixée au manchon 41 qui à son tour est fixé à la paroi 42 et fait saillie dans la chambre de fluidification. Un robinet à bille 47, d'une autre construction, est monté à l'autre extrémité de la conduite de soutirage 43; le diamètre intérieur du passage 51 de ce robinet est essentiellement le même que le diamètre intérieur 13 de la conduite 43. Une buselure 52 est logée dans le passage traversant la bille 55, afin d'en réduire le
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diamètre au diamètre désiré. On obtient ainsi un passage régulier d'une extrémité à l'autre.
Une manette 53 montée à la partie supérieure de la tige 54 du robinet à bille 47, sert à faire tourner cette tige, la bille'et la buselure pour fermer le robinet.
Dans cette position, le passage 51 de la buselure 52 vient se placer transversalement à l'alésage 13 et un joint d'étanchéité annulaire et élastique 57 est logé derrière la bille et la buselure de façon à assurer une parfaite étanchéité aux gaz lorsque le robinet à bille est fermé . Un registre ou une vanne dont l'ouverture intérieure est de la même dimension, peuvent remplacer le robinet à bille 47.
Chacun des quatre dispositifs de dilution 59 a un passage central 103 qui le traverse, d'un diamètre essentiellement égal à celui de l'alésage 13, de la conduite à poudre 43 et de l'alésage de la buselure 51. L'ajutage 60 du corps principal 59 du système de dilution a une longueur telle qu'il se termine à hauteur de la bille 55 de sorte que lorsque le robinet est fermé, la bille s'applique hermétiquement sur l'ajutage. Entre les extrémités du corps principal 59 du système de dilution, il y a une paire de brides 64 et 65 de forme cylindrique, dont la première se loge dans un évidement 66 du col 67 du corps du robinet à bille, tandis que la deuxième prend appui sur ce col 67, auquel elle est fixée.
Une autre bride 69, dont le diamètre extérieur est plus petit que le diamètre intérieur du manchon 58 du système de dilution décrit ci-après, est montée à l'extrémité du corps principal 59 du système de dilution, et forme un passage annulaire 70 avec le manchon 58. Ce dernier es, essentiellement en forme de tubulure cylindrique, taraudée à son extrémité postérieure; il est pourvu au milieu d'un bourrelet annulaire intérieur 71.
Ce bourrelet 71 entoure - l'extrémité de la bride ou ajutage 69 contre laquelle il s'applique et y est fixé. Un raccord pour tuyau souple 74 est monté sur le manchon 58. Une ouverture d'entrée
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75 est laissée libre dans'le manchon. 58, afin de permettre le passage du gaz de dilution dans la chambre annulaire 70. Des passages ou orifices 72 dans le bourrelet 71 relient la chambre 70 au passage tronconique 82 convergeant vers l'extérieur. Des passages de dilution 72 sont disposés annulairement et régulièrement autour de l'ajutage 69, de manière que le gaz de dilution soit introduit périphériquement et enveloppe le courant de matières fluidifiées quittant le passage 103.
Cet enveloppement périphérique et cette dilution servent non seulement à assurer un courant de gaz et de poudre continu et sans à-coups, mais aussi à éviter des obstructions et par conséquent des à-coups comme il s'en produisait parfois dans d'autres types de systèmes de dilution.
Dans le système de dilution suivant la présente invention, l'enve- loppemént du courant d'un gaz et de matière en poudre dense par une couche de gaz de dilution dont la vitesse est en substance plus grande que celle du courant de. matière en poudre, contribue à ce que les particules solides n'entrent pas en contact avec les parois de la conduite de transport et provoque aussi une accéléra- tion et un écoulement régulier des particules solides dans le ses désiré du déplacement. De plus, on obtient ainsi-en peu de temps une dilution homogène.
Le côté intérieur de la double tubulure de raccordement mâle 80 dont le passage convergent 82 a son extrémité intérieure vissée à la partie taraudée 81 à 1' extrémité extérieure du manchon de dilution, prend appui contre le bourrelet 71 transversalement en laissant libre les ouvertures 72. Le passage tronconique 82 du côté de sa liaison avec le bourrelet 71, c'est-à-dire en 83, a un diamètre plus grand que celui de la conduite 13 et des passages 51 et 103 pour le courant de gaz et de poudre. Au bourrelet 71 du manchon de dilution, l'anneau de gaz de dilution sortant des ouver.tures 72 forme un pa s sage uniforme continu, pour le courant
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de natière fluidifiée.
La section transversale du passade en forme de cône tronqué 82 se réduit régulièreient; son diamètre de 15,9 mm au bord 83 diminue jusqu' à devenir égal à celui des passages précédents 13,51 et 103, qui est de 7,8 mkm. Un tuyau flexible 84,montre sur la fig. 1, dans lequel passe le courant de gaz et poudre, relie la partie extérieure du raccord 80 au tube d'injection 85 situé à l'extrémité opposée du tuyau flexible.
Le schéma de la fig. 3 représente les dispositifs, d'alimentation et de commande de gaz qui comprennent un tuyau d ' e n- trée de gaz amenant du gaz à une pression prédéterminée d'environ.
10 atmosphères, un compteur volumétrique 86 et une conduite de sortie 87. A cette conduite de sortie 87 est raccordé un T 83 dont l'une desbranches conduit au régulateur de pression 89, un tuyau d'alimentation de gaz 90 et un manomètre. 91 qui indique la pression du gaz fourni à la chambre de fluidification 14. Le régulateur de pression 89 sert aussi de soupape lorsqu'on dévisse sa vis de réglage. Dans la conduite d'alimentation de gaz 90 sont montés deux T 92 dont une branche 93 de 'chacun d'eux conduit à un raccord calibré 94 et à un robinet à bille 95, et est reliée par un embranchement 35 avec le haut du réservoir H avant d'arriver à la soupape de détente 96.
Les autres branches des T 92 sont raccordées entre elles de façon à établir par la conduite 92' un passage ininterrompu et régulier du gaz vers la chambre de' fluidification F. Pour la marche de tout le dispositif, il suffit de disposer d'une seule source de gaz, car la deuxième dérivation du T 88' sert à alimenter le systole/de dilution I.
Cette dérivation est constituéepar un tuyau d'al;imentation 97 dans lequel sont intercalés le robinet à bille 98, le- robinet à pointeau 99 et le manomètre de contrôle 100, suivis d'une dérivation à plusieurs branches 101, d'où le gaz est dirigé vers les dispositifs du système de dilution I. service, l'appareil est raccordé à une source de gaz dont la pression est réglée et choisie de façon convenable pour la fluidification de la poudre et son transport. L'azote estle gaz
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gvéféré pour l'injection de carbure de calcium. Lorsque tous les registres, les robinets et le régulateur de pression sont fermés, la pression dans les réservoirs H est égale à la pression atmos- phérique.
On ouvre alors les robinets à bille 12 qui, comme montré sur la fig. 1, se trouvent au-dessus des réservoirs H, lesquels sont remplis ainsi de la poudre à utiliser confie agent de traitenent Ce remplissage des réservoirs H étant terminé, on ferm les robinets à bille 12 et, suivant la poudre à utiliser, on ouvre le robinet à bille 26 correspondante afin que la poudre puisse, par son propre poids, arriver dans les chambres de répartition.
Tandis que tous les robinets de la dérivation à plusieurs branches 101 sent encore fermés et après ouverture du robinet à bille 95 et ouverture et réglage du.régulateur de pression 89, on ouvre le robinet à bille 98 et le robinet à pointeau 99, et on règle la pression Ce travail suivant les données du manomètre 100. Les pressions cent déterminées sur des courbes obtenues par des essais préli binaires. Le robinet de la dérivation à plusieurs branches 101 dont les branches alimentent un système de dilution déterminé I, est alors ouvert afin d'envpyer un courant de gaz épurateur par le tuyau flexible 84 et le tuyaud'injection 85 montrés sur la fig. 1.
Pendant toute la durée de ces préparatifs, le robinet à bille 47 du système de dilution I reste fermé. Tandis le cou- rant de gaz passe par la conduite de transport de poudre et le tube d'injection 85, on règle le robinet à pointeau 99 pour obtenir la pression convenable de fonctionnement du système de dilution I.
On descend alors le tube d'injection 85 sous la surface du métal fondu 102. Le robinet à bille 47 du système de dilution I, représenté en détail sur la fig. 2, qui se trouve entre la chambre de fluidification et la- conduite de dilution, est ensuite ouvert et le courant de poudre et gaz est injecté sous la surface du métal fondu. Lorsque le premier réservoir utilisé est vide, ou lorsque un certain notent il est nécessaire d'utiliser un autre aent de traitement se trouvant dans le second réservoir, l'opérateur frr e
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simplement le robinet à bille 26 du premier réservoir et ouvre en même temps celui du second.
Lorsque le traitement est terminé, on ferme le robinet à bille 47 et on retire le tube d'injection 85 du bain de métal 102. Tout en retirant ce tube, on maintient le courant du gaz du système de dilution I. Le tube d'injection 85 étant retiré du bain 102, on ferme le robinet principal de la dérivation à plusieurs branches 101, le cycle de l'opération ::tant ainsi terminé. Il faut toujours veiller à ce que la pression du gaz dans le tube d'injection 85 soit suffisamment forte pour empêcher le métal fondu du bain 102 d'entrer dans ce tube. Si l'appareil doit être arrêté pendant un temps assez long, il faut fermer les conduites d'arrivée de gaz 90 et 97 et laisser échapper le gaz des réservoirs H dans l'atmosphère à l'aide de la soupape .de détente 96.
Suivant le procédé de fonctionnement décrit en détail ci-dessus et la description de l'assemblage des différents dispo- sitifs, il est clair que la poudre de carbure de calcium (provenant d'un des réservoirs) qui s'écoule dans la chambre de pulvérisation 14 et s'étale en une fine couche sous les ouvertures des conduites 43, est fluidifiée par le gaz qui travers?- régulièrement le disque perméable 45. Pendant l'injection ou l'équivalent, la .poudre et le gaz, à la partie supérieure de la couche fluide, sont.évacués sous forme d'un courant fluide dense par Les conduites 43 et transpor- tés au système de dilution. Dans le système de dilution, du gaz supplémentaire est ajouté périphériquement au courant.
Cette addition uniforme qui s'effectue par les ouvertures 72 dans le conduit convergeant vers l'extérieur, se fait presque parallèlement à l'axe de l'écoulement et envelopp-, le courant de poudre et de gaz. Ce mode d'addition du gaz ou d'enveloppement semble réduire le frottement du courant sur les parois de la conduite convergente 82 sur une distance appréciable. De plus, cette addition dilue le courant et le rend done moins dense. Cette combinaison assure une
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monne répartition et une concentration régulière des particules solides dans les conduites, et un courant uniforme moins dense dans le reste du passage de transport procure une alimentation sans à-coups.
On ne peut accepter des irrégularités dans l'alimen- tation, car elles permettraient au métal fondu du bain de pénétrer dans le tube d'injection 85 et ainsi l'obstruer. Il est clair que la pression résiduelle dans le conduit de la chambre de fluidification et du système de dilution, lors de l'injection, dépasse la pression nécessaire à surmonter la forte pression hydrostatique du métal fondu se produisant entre la surface du métal et le bout du tube d'injection 85.
Les graphiques des figs. 4, 5 et 6, montrent les rapports existant entre les conditions de travail particulières de l'appareil décrit durant la distribution et le taux de distribution du carbure de calcium s'y rapportant. Le graphique de la fig. 4 montre le rapport entre le taux d'alimentation de distribution de carbure de calcium et la pression régnant dans la chambre de fluidification, pour des c on duites d'alimentation de 6,4 et 7,9 mm de diamètre intérieur et 7,62 m de longueur, sous différentes pressions du système de dilution I, la pression du système de dilution étant la valeur de la pression à laquelle est soumis le système de dilution en plus de la pression régnant- dans la chambre de fluidification.
Pour une conduite de 6,4 mm, les courbes montrent une augmentation de pression d'environ 0,3 à 0,7 atmos- phère dans le système de dilution, ce qui provoque une réduction du taux de distribution du carbure de calcium d'environ 340 g par minute, et cela à toutes pressions régnant dans la chambre de
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fluidification J-4- Comme le montrent les courbes du graphique représenté sur la fig. 5, le rapport entre le taux de distribution du carbure de calcvium et l'écoulement total du gaz, indique qu'une augmenta- tion de la pression effective du gaz dans le système de dilution,
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? pour effet une diminution du taux de distribution du carbure de calcium, et celle-ci est pour chaque courant de gaz d'environ 450 g par minute.
On voit donc que pour n'importe quel taux d'alimenta- tion désiré de carbure, on obtient la plus grande économie et la plus grande efficacité de fonctionnement en gardant aussi basse que possible la pression régnant dans le système de dilution,ce qui a pour effet un écoulement sans à-coups.
Les courbes de la fig. 6 qui représentent le rapport entre le taux de distribution du carbure et la quantité de carbure dans le gaz, montrent clairement qu'on peut obtenir une grande quantité de carbure dans le gaz en maintenant une pression minimum dans le système de dilution.
Le transport et l'injection suivant la présente invention ont aussi été appliqués à une plus grande installation comportant un'seul réservoir d'une contenance de 272 kg de carbure ou d'autres agents de traitement. Comme décrit plus haut il n'y était fluidifié qu'une petite quantité de matières finement divisées venant d'un réservoir et'il était prévu une chambre de dilution pour l'addition de gaz à la conduite de transport dont le diamètre intérieure peut être de 9,5, 12,7 ou 25,4 mm. Le taux d'alimentation plus élevé de cet appareil rendait nécessaire d'accroître les dimensions des élémentsde f aç on correspondante.
Pour augmenter la m obili té , l'appareil était monté,sur un châssis à roues et pourvu d'une réser- ve de gaz propre, sous forme de cylindres horizontaux. Des taux d'alimentation de plus du double de ceux réalisés avec l'appareil récrit ont été obtenus. Une distribution régulière de carbure de calcium de l'ordre de 56,7 kg par minute a été réalisée avec une conduite de 7,6 m de long et 25,4 mm de diamètre intérieur. Le réservoir était vertical et son contenu passait directement par gravité dans la chambre de fluidification. De celle-ci la matière
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Liait évacuée par le tube de sortie, le passage du robinet et la chambre de dilution, dans la conduite d'alimentation allant au tube d'injection.
L'addition de gaz par'la chambre de dilution maintenait les particules en suspension sur toute la longueur de la conduite d'alimentation. Les taux d'alimentation prédéterminés étaiem obtenus en réglant indépendamment l'une de l'autre la pression régnait dans la chambre de fluidification et celle régnant dans la chambre de dilution. Pour réaliser les taux de distribution désirés, on avait prévu deux chambres de fluidification de dispensions différentes dont l'une avait 'un diamètre intérieur de 76,2 mm et l'autre de 101,6 mm.
La chambre de 76,2 mm permettait l'alimenta- tion de deux conduites de transport de 12,7 mm, tandis que la chambre de 101,6 mm permettait l'alimentation de deux conduites de 25,4 mm, par lesquelles l'injection de grandes quantités de matières dans différentes poches ou dans la même poche pouvait se faire simultanément. La chambre comportait quatre conduites de soutirage qui, comme dans le cas de la chambre de fluidification représentée, permettaient d'utiliser des conduites de transport de différentes dimensions et longueurs et d'effectuer l'injection simultanément dans deux poches ou l'équivalent.
En service, après chargement du réservoir comme cécrit plus haut, le régulateur multiple de pression de l'alimentation de gaz est réglé sur environ 10 atmosphères. Ensuite,'le robinet à bille étant fermé, on règle le régulateur de la pression de fluidification à la pression désirée, qui est donnée par une courbe de calibrage et correspond à un taux d'alimentation désiré, mettant ainsi le réservoir et la chambre de fluidification-sous pression .
On ouvre alors le robinet à bille de la chambre de dilution puis on règle le robinet de commande de la chambre de dilution pour obtenir la pression voulue dans la chambre de dilution, c'est-à-dire la pression totale désirée moins la pression régnant dans le réser- voir ou pression de fluidification. Une pression de 3 atmosphères environ est généralement la plus appropriée pour la chambre
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de dilution. On ouvre ensuite la soupape de la cha bre de liluti@s pour purger la conduite de transport. Parcouru par du gaz de purge, le tube d'injection est descendu dans le bain de métal fondu. L'alimentation et l'injection commencent lorsqu'on ouvre le robinet de la conduite de transport, situé entre la chambre de fluidification et celle de dilution.
Après l'injection on ferme le robinet de la conduite de transport et on laisse le robinet de la chambre de dilution ouvert jusqu'à ce que le tube d'injec- tion soit retiré du bain de métal fondu.
La chambre de fluidification d'une capacité de 272 kg et d'un diamètre de 76,2 mm, débite 4,5 à 18el kg de carbure par minute avec une conduite de transport de 7,6 m de long et d'un diamètre de 9,5 à 12,7 mm, la pression dans le réservoir variant entre 0,7 et 4 atmosphères et la pression dans la chambre de dilu- tion ayant 3 atmosphères de plus que dans la chambre de fluidifica- tion. Avec une chambre de fluidification d'un diamètre de 101,6 mm et une conduite de 7,6 m de longueur et d'un diamètre de 25,4 mm, on obtient un 'débit régulier de 18 à 57 kg par minute sous la même pression, avec une pression de 0,3 à 1,4 atmosphère dans la chambre de fluidification.
Le rapport entre la matière solide et le gaz varie de 1,6 : 1 à 8,3 : 1 (25,5 à 133 kg de carbure de calcium par m 3).
Il est à noter que les chambres de fluidification et dilution précitées, peuvent aussi être employées avec des réservoirs superposés et raccordés entre eux par une conduite munie d'un robinet. Dans une autre forme de réalisation, cette disposition a été adoptée, avec des moyens assurant des pressions et une ventilation convenables, de façon à permettre le chargement par le haut pendant l'injection.
Il est clair que la présente invention bien que décrite avec référence à l'injection de carbure de calcium ou d'une matière à base de ccrbure (carbure de calcium, contenant de l'oxyde de magnésium en des terres rares) dans du fer fondu, peut aussi être
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lt [.:,-,,1:: 28 dans d'autres procédés d'injection de poudre, -' l1.ota;:;..(;nt pour la carburation, la production d'alliages, et l'inoculation, ainsi que pour d'autres procèdes Métallurgiques ou chimiques co",,: 'e pour la régénération theruo-chiiiique de l'acier à l'aide de poudre de fer, avec décharge du courant de gaz dans 1-1 atilos -.,-hère.
Cette invention convient particulièrement pour projeter un courant dense de carbure ou l' équivalent à partir d'un tube d'injection ii.:.:eré dans du fer fondu ou l'équivalent.
Avec la chambre de fluidification représentée, la hauteur totale est faible afin de faciliter le plus possible le montage et le chargement. De plus il est possible d'introduire deux agents différents sous forme de courants successifs ininterrompus.
Il est à. remarquer qu'avec la présente invention, il n'est pas nécessaire de fluidifier une épaisse couche ou colonne de uatière pour réaliser un taux uniforme d'alimentation initiale.
Evidemment la, surface intérieure de la conduite de transport a une influence sur la friction. On peut s'attendre à plus de fric-' tion dans les conduites en caoutchouc que dans des conduites, en cuivre ou en laiton. Un élargissement des ouvertures prévues dans la chambre de dilution du système de dilution, pour des conduites métalliques, permet l'emploi de tuyaux flexibles' de caoutchouc et donne une alimentation uniforme.
La présente invention convient particulièrement au trans-
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port de carbure de calcium et des'Kélanges à base de carbure de calciurr, pour l'injection de ces agents sous la surface de né tau ferreux fondus. La matière finenent divisée doit pouvoir passer
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par un tarais de 20 vailles du ty-e Il Tyler Il et il est préférable que deux tiers de la uatière soiercretenus par un tanis de 100 Etrilles. Pour maintenir le carbure de calciur.: en suspension à l'état de lit fluidifiée une vitesse apparente de fluidification d'environ 6,1 om par seconde est nécessaire. La Quantité de gaz se c 'plaçant dans la conduite de soutirage complète la vitesse de fluidification apparente minibus..
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Il ressort de ce qui précède que la présente invention procure un transporteur pneumatique perfectionné convenait parbi- culière!lent pour fluidifier une faible quantité de Entière finement divisée comme du carbure de calcium et la maintenir en suspension pendant son transport dans une conduite ou un tuyau de 7,6 à 15,2 m de longueur et.de diamètre réduit. Il en résulte une grande flexibilité d'emplacement pour le traitement de méta.l fondu et
1' équivalent, dans différentes conditions. Il n'est pas nécessaire de disposer d'énormes quantités de gaz, du fait de la fluidifica- tion dense qui est réalisée. Il ne peut se produire un courant par à-coups, une obstruction'du tube d'injection ou un taux d'alimen- tation limité.
Une grande régularité dans le diamètre des alésages depuis la chambre de flùidification jusqu'au tube d'injection est hautement souhaitable. La densité du carbure, la dimension des particules et les caractéristiques superficielles du carbure, de même que l'obstruction du tube d'injection, sont dés facteurs importants qui handicapaient les appareils de fluidification connus utilisés dans l'industrie du charbon. L'addition de gaz supplémen- taire dans le tube de transport suivant la présente invention régularise le courant et assure une vitesse de sortie suffisante du tube d'injection. L'utilisation d'une chambre de fluidification de petites dimensions (alimentée par un réservoir -fixe), évite un recyclage des gaz et les frais qui en résultent.
La pression du gaz de dilution en amont des ouvertures de la chaire de fluidificaticn est assez bien supérieure à celle régnant dans le courant carbure- gaz. Le gaz supplémentaire introduit réduit le diamètre du courant et forme, croit-on, une enveloppe entourant temporairement le cou- rant et réduisant le frottement. L'obstruction des ouvertures de la chambre de dilution peut être évitée en prenant des -précautions décrites ci-dessus. La présente invention convient particulièrement pour une fluidific?tion dense de carbure de calcium et d'additifs à base de carburer on désire voir un rapport gaz-solide d'environ 1/4 à 2. (calcule en pieds cubes de gaz à la pression ordinaire
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par livre anglaise de carbure).
En résumé, la présente invention comprend: l'alimentation de carbure par gravité à partir d'un réservoir fixe, vers une chambre de fluidification de faible diamètre, la fluidi@ication du carbure par un gaz pour former un courant fluidifié concenant tout le gaz de fluidification, le soutirage du courant fluidifié, l'addition d'un gaz supplémentaire à la périphérie du courant fluidifié et le transport du gaz par une conduite de transport vers un tube d'injection. Le gaz de dilution périphérique sert de véhicule ou de gaz accélérateur du fait qu'il a une vitesse substantiellement plus grande que celle du courant fluidificateur.
Il est clair que les formes de réalisation ici'décrites peuvent être modifiées de différentes manières sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de transport d'une matière finement divisée dans un long conduit étroit, caractérisé en ce qu'on crée un petit lit fluidifié de cette matière en y introduisant un gaz de bas en haut, on soutire un courant de matière fluidifiée de ce lit fluidifié, et on ajoute de manière uniforme un gaz. à la'périphérie de ce courant après l'avoir soutiré, cette addition étant effectuée de manière que le second gaz rencontre la périphérie du courant en substance parallèlement à sa direction d'écoulement et de manière que le gaz ait une vitesse sensiblement supérieure à la vitesse de ce courant.
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