BE557420A - - Google Patents

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BE557420A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10Handling in a vacuum
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B5/00Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated
    • F27B5/04Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere

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Description


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   La   présente   invention se rapporte, en général, à un appareil et à un procédé pour le conditionnement des métaux en fu- sion, et particulièrement à un appareil et à des procédés pour extraire les gaz des métaux en fusion,- pour régler l'introduction de gaz dans les métaux en fusion, et pour homogénéiser des mélanges de métaux en fusion. 



   Il est bien-connu que, dans la solidification des mé- taux et alliages en fusion, des gaz sont   fréquemment   occlus dans ceux-ci, provoquant dos vides, de la porosité et d'autre imperfec-   tions.   D'un autre côté, l'introduction contrôlée de gaz dans des métaux et des alliages en fusion, est utilisée pour protéger contre l'oxydation et pour la réduction des oxydes, et pour con trôler l'occlusion de gaz clans les   métaux   solidifiés, dans le but d'eliminer, ou de reduire, la retassure des lingots. Un exemple 

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 de ce dernier procédé est l'acier effervescent'. 



   Il est également vrai que des alliages non-eutecti- ques ont une tendance à la ségrégation, pendant la solidification et qu'il est extrêmement difficile de produire des pièces coulées de composition homogène, lorsque les métaux en fusion sont com- binés alors qu'ils ne sont pas miscibles ou qu'ils sont seulement miscibles à un degré très limité. 



   Divers procédés et appareils ont été projetés pour dégazer les métaux en fusion, pour introduire des gaz dans des métaux en fusion, et pour amener des métaux peu miscibles à for- mer des alliages solides homogènes. En dépit de ces efforts, ni le dégazage des métaux par de tels appareils et procédés, .ni l'introduction contrôlée de gaz dans des métaux en fusion, ni la solidification homogène de métaux' incompatibles n'ont été entièrement couronnée de succès. 



   Cette invention est faite en raison de ce qu'il est désirable de conditionner les métaux en fusion et les mélan- ges de métaux en fusion, pour léur conférer un caractère homogène, après-solidification, quand les métaux en combinaison sont   incompa     tibles,   ou pour introduire des' gaz dans les métaux en fusion dans des conditions strictement contrôlées, ou   pour   extraire complète- ment des- gaz des métaux en fusion. Tous ces objectifs peuvent être réalisés par l'appareil décrit, et les procédés spécifiés ici, qui peuvent être mis en pratique de la faceon la plus rapide dans l'appareil mentionné ci-dessus. 



   Un but de cette invention est de procurer un appa- reil et un procédé pour l'introduction   contrôlée   de gaz dans des métaux en fusion, particulièrement l'introduction contrôlée d'hydrogène dans l'acier en fusion, pour la production de lingots d'acier effervescent.      



   Un autre but   d   cette invention est de procurer un appareil et un procédé pour mélanger complètement des composants d'alliages peu ou non miscibles en vue d'obtenir une meilleure uniformité des pièces coulées avec de telles combinaisons de 

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 métaux. 



   Dans ces buts, la présente Invention consiste à   procu-     rn   appareil pour conditionner les 'métaux en fusion, 'comprenant un récipient rotatif, une chambre enfermant le récipient, un moyen pour faire tourner le récipient, une paroi extérieure du récipient divergente vers l'extérieur et vers le bas à partir du sommet, une paroi intérieure de la chambre disposée en face de la paroi exté- rieure du récipient. 



   De plus, la présente invention proposé un procédé pour conditionner le métal en fusion, comprenant le versement du me tal en fusion dans un récipient ayant des parties de sa surface extérieure se prolongeant d'une façon générale vers l'extérieur et vers le bas, la rotation du récipient dans une chambre ayant dès par.    ties de sa surface Intérieure se prolongeant de même wers l'extêrieur vers bas, continuation mouvemen rotation rieur et vers le bas, la continuation de ce mouvement de rdtation ..    i du récipient pour décharger le métal e'n fusion vers'la périphérie d celui-ci, et l'animer d'un mouvement d'aller et retour entre les surfaces Intérieure et extérieure. 



   Afin   que   cette invention puisse être clairement com- 'prise et facilement mise en pratique, elle sera maintenant décrite plus complètement en se reportant au dessin ci-annexé, dans lequel: 
La figure 1 est une coupe verticale d'un appareil pour conditionner les métaux en fusion, suivant la procédure indi- quée. 



   L'appareil pour conditionner les métaux à l'état fon- du comprend une cuve rotative, ouverte au sommet et fabriquée en, ou garnie de, matériau réfractaire convenable, résistant à la des- truction par les métaux en fusion à traiter. Cette cuve' tournante possède une paroi extérieure Inclinée vers le bas et vers   l'exté-   rieur, à partir du sommet de la   cuve.   La cuve tournante est placée dans une chambre dont les gaz peuvent être évacués, ou dans laquelle des gaz choisis peuvent être Introduits. La chambre possè-   de 4   sa partie supérieure un récipient stationnaire pour recevoir le métal en fusion, et pour le décharger dans la cuve tournante. 



   Des moyens sont prévus, en dehors de la chambre, 

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 .pour provoquer la rotation de la cuve tournante. Les parois de la chambre, à l'intérieur, définissent une cavité pour la cuve tour-   :nante,   et sont disposées suivant des angles correspondant en substan- ce avec la paroi extérieure de la cuve, ou bien choisis de telle façon qu'ils coopèrent avec le   fonctionnement   de la paroi extérieure de la cuve tournante. 



   De même que la cuve tournante, la paroi de la chambre est formée, ou garnie, d'un matériau réfractaire, -résistant   convena -   blement aux métaux en fusion, et à l'action érosive des métaux en fusion déchargés avec force contre la paroi de la chambre. De l'oxyde d'aluminium fondu, par exemple, peut être utilisé dans ce but, au moins aux endroits où une haute résistance à la chaleur, et à. l'action érosive, est requise.'La paroi   Intérieure   de la cuve tour- nante est divergente vers le haut et vers l'extérieur, à partir du fond de la cuve.

   La rotation de la cuve fait passer, sous l'effet de la force centrifuge, le métal en fusion par dessus le sommet de la cuve, de telle façon que, suivant la vitesse de rotation, il s'é- coule par dessus bord, et le long de la paroi extérieure de la cuve, ou bien il est projeté plus ou moins violemment en contact avec la paroi de la chambre. 



   Lors'que la vitesse de rotation est faible, et que le- métal en fusion s'écoule le long de la paroi extérieure de la cuve, la pellicule de métal liquide sur les parois extérieures de la cuve est très mince, c'est-à-dire, la colonne hydrostatique de métal li- quide est extrêmement faible. 



   Lorsque la vitesse de rotation est élevée, le métal en fusion, en traversant l'espace entre la cuve tournante et la paroi Intérieure de la chambre, prend, au hasard, des formes diverses, tel- les que globules, rubans ou autres mais au contact violent avec la paroi de la chambre, ces formes sont énergiquement réduites en dimen- sion, et ces petites particules de metal liquide rebondissant vers la paroi extérieure de la cùve tournante rebondissent à partir des parois de celle-ci, ou bien sont de nouveau entrainées à tournoyer et à entrer en contacts violents et repetés avec la paroi intérieu- 

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 re de la chambre.

   De cette façon les particules de métal liquide deviennent graduellement de plus en plus réduites en dimension, et atteignent 'un état d'atomisation poussée, jusqu'à ce qu'elles tom- bent finalement dans une rigole à la base.de la chambre. Plus la vitesse de rotation est élevée, plus efficace est la réduction de la dimension des particules de métal liquide. Le métal en fusion accumulé dans la rigole, quitte cette dernière ,par un ou plusieurs orifices de sortie, et s'écoule dans les moules, Le métal en fusion est introduit dans la chambre à une température sufflsamment élevée,        ,-de   façon qu'il ne se solidifie pas avant d'être déchargé de la rigo- le dans les moules.'Afin de maintenir le métal à l'état fondu,' l'appareil doit'être préchauffé avant usage.

   La chambre peut être chauffée pendant le traitement de différentes façons en vue de la maintenir à une température suffisamment élevée pour empêcher la solidification du métal en fusion. La chambre est vidée d'air,. soit avant l'introduction du métal en fusion - dans ce   cas* l'entrée   et la sortie pour le métal doivent être bouchées '-   soit/après   Intro' duction du métal en fusion, lorsque l'entrée est bloquée par le mé- tal en train d'être versé, et que la sortie de la rigole est bou- chée par le métal'fondu en train de sortir. Dans de semblables circonstances, le gaz choisi peut être introduit dans la chambre sous une pression choisie convenabl.e. 



   En se reportant maintenant au dessin, on verra que la présente Invention utilise le principe 'de la pression hy- drostatique réduite dans le but d'extraire-les gaz des métaux en fusion, et également pour   introduire   des gaz dans ceux-ci. L'homo- généisation simultanée de métaux miscibles ou peu miscibles est effectuée en réduisant la dimension des particules des composants à mélanger. Il est bien connu que dans tous les cas de solutions simples, l'absorption de gaz   dans les   métaux est proportionnelle à la racine carrée de la pression du gaz. La réduction de la pression hydrostatique de la colonne de métal liquide, dans des conditions de vide poussé, accélère par conséquent fortement l'extraction du gaz du metal en fusion.

   Les conditions favorables sont encore 

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   améliorées   dans la partie du métal qui est atomisée par   rebondisse-   ments répétés, sans   ces   conditions; l'équilibre optimum est atteint 
 EMI6.1 
 ee.nuun, p;s 1mès, con mamt1.s ggue 1l.e métal iU..q.u1de passe à tra- vers i 'l' appal'e11. -,D'. unr .âtl'ee c até., i l0rs--,\U'e 4es ,gaz inertes,, tels. que   l'hélium   sont introduits pendant que le metal liqueide passera tra- vers l'appareil, la pression de -vapeur des gaz dégagés du métal liquide, tels que l'hydrogène, le monoxyde de carbone, etc., est fortement réduite. 



   Lorsque l'introduction de gaz'réducteurs, tels que l'hydrogène est le but poursuivi (par exemple, dans le but de pro- duire des lingots d'acier effervescent de bonne qualité uniforme) l'appareil permet l'introduction dans chaque unité de   p,oids   ou de volume d'acier liquide, du   montant'exact   d'hydrogène qui est requis pour réduire ou éliminer la retassure dans le lingot, mais. la quantité d'hydrogène   Introduit   peut être contrôlée si étroite- ment que la prrosité, ou des défauts similaires, dans   l'acier '   laminé est évité. 



   Poux ce qui   concerne   l'homogénéisation de composés   , peu     miscibles,   on comprendra facilement que des particules extrê- mement petites de métaux en fusion, résultant de rebondissements répétés, demandent plus de temps pour s'agglomérer que des parti- cules plus grandes, de façon que le passage   rapide .à   travers la' rigole et la décharge dans les moules refroidis produit des pié- ces coulées homogènes et uniformes. 



   Un appareil 11, en matériau réfractaire convenable, ou garni avec une couche de réfractaire convenable, résistant à la   détérioration   par la chaleur et le contact érosif avec le mé- tal en fusion est fourni. Une chambre, ou cavité, 12 est prévue dans'l'appareil 11. Une conduite de gaz 13 se prolopge   à   travers      la paroi de l'appareil dans la cavité 12. Une vanne 114 réglera l'écoulement'du gaz dans la cavité 12, avec un moyen indicateur de pression convenable 15.

   Le   soumet   de l'appareil 11 est pourvu d'un réservoir 16 pour la réception du métal en fusion, avant son entrée dans la cavité 12, et le réservoir 16 possède un ori- 

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 fice d'entrée 17, à travers lequel le métal en fusion est'Introduit dans la chambre   12:   Un-autre conduit 18 passe à travers les parois de l'appareil 11, vers la cavité   12,   et à travers ce conduit les   gazde   la cavité   12   peuvent être évacués. 



   Une vanne 19 contrôle ce conduit 18. Celui-ci est relié à une pompe, à vide. 



   Les parois de la chambre sont, de préférence, pourvus de tubes de chauffage 20 par lesquels la cavité 12 peut être main- tenue à une température élevée, de façon que le métal en fusion, venant en contact avec les parois, ne verra pas sa température ré- duite suffisamment pour se refroidir, soit par le contact, soit plus tard, dans la rigole mentionnée ci-après, avant que le métal en fusion puisse être évacué. Sous l'appareil   11,   ou dans un compar-   timent   convenable dans celui-ci) un moteur électrique   @1,   avec un moyen de changement de vitesse convenable 22, est relié, par   -,Un     en-   grenage conique 23, à un second engrenage conique 24, monté sur l'arbre vertical 25.

   Cet arbre est supporté à son extrémité infé- rieure, sur une crapaudine 26, et passe à travers une buselure 27, essentiellement étanche à l'air, dans la cavité 12. Montée sur 'l'extrémité de.l'arbre 25, se trouve une   platèforme,   ou support, 28 qui soutient une cuve 29 en, ou garni de,matériau réfractaire convenable, pour résister à l'action   détérioratrice   du métal en fusion. 



   Disposé à la base de la cuve 29,se' trouve une rigole annulaire 30, pour recevoir tout le métal en fusion qui tomberait, par gravite, au fond de la cavité 12. Un orifice de sortie 31 con- duit le métal en fusion'recueilli en dehors de la rigole 30. La paroi- extérieure 32 de la cuve   29,   est inclinée vers l'extérieur et vers le bas, à partir du   sommet de   la cuve vers la base de celle-ci. De préférence, l'angle de base   formés sur   le fond de la cuve par la paroi latérale devrait être approximativement de 15 à 30   par rapport à l'horizontale.

   Ceci procure une pente longue et graduelle, du sommet de la cuve vers le fond, à partir de laquelle le métal en fusion peut-être projeté à plusieurs reprises, par la force   centri-   

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   f.uge,   pour entrer en contact, plus ou moins violemment, avec la paroi intérieure de la chambre 12. De même le métal s'écoulant en couche mince, vers le haut de la paroi intérieure   34   de la cuve 29, disposera d'une surface longue et relativement grande, sur la paroi extérieure 32 de la cuve, pour s'écouler par dessus, ou rebondir à partir de celle-ci. Ceci augmente la réceptivité du métal au conditionnement.

   La réceptivité au conditionnement est augmentée au plus haut degré, que le métal coule en couche mince sur la paroi latérale, ou bien qu'il soit projeté violemment, et atomisé par le contact avec la paroi   Intérieure   de la chambre. 



  Mais le conditionnement le plus prononcé résulte de l'atomisation par contact   viole nt.   Une dépression 33, dans le dessus de la cuve 29, reçoit le métal en fusion, qui entre par l'orifice d'entrée 17. La paroi 34 de cette dépression s'évase vers le haut, et vers l'extérieur, à mesure qu'elle progresse à partir du fond de la dépression 33, vers le sommet de la cuve. Cette dépression 33.peut être très peu profonde, ou avoir une profondeur accusée. 



   La paroi 35 de la chambre est, de préférence, disposée essentiellement en conformité angulaire avec la paroi extérieure 32 de-la .cuve 29, bien que certaines Irrégularités dans les surfa- ces de la paroi latérale 32 de la cuve 29 et de la paroi latérale 35 de la cavité 12, soient possibles, et peuvent effectivement augmenter l'atomisation du   .nétal   en fusion. L'essentielle conformi- té angulaire (avec un certain écart) de ces parois 32 et 35, est toutefois calculée pour provoquer un rebondissement, d'une paroi à l'autre, des particules de métal en fusion,   jusqu' à   ce qu'un degré élevé d'atomisation se produise, et jusqu'à la formation ultérieure d'un brouillard de métal en fusion. 



   Le fonctionnement de l'appareil, et la pratique du procédé, pour conditionner le métal peut se poursuivre dès le pré- chauffage de l'appareil 11. Dans le cas où l'opération   désirée   est   l'introduction   de gaz dans du métal en fusion, telle que pour la production d'acier effervescent, de l'acier au carbonae en fu-   --long   avec les pourcentages désirés de manganèse et de silice, 

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 est introduit'dans le réservoir 16. Le métal en fusion, dans le rêceptable 16, s'écoule à travers l'orifice d'entrée   17,-   aprèsl'enlèvement d'un obturateur, 'et ce métal tombe alors dans la cavité 33 de la cuve 29. La cuve 29 sera alors   entraînée   en rotation à une vitesse très élevée, et le métal sera projeté hors de la concavité 33.

   Il s'écoulera en couche mince vers le dessus ,de la paroi intérieure 34 de la cuve 29 et sortira en passant au dessus du bord de la cuve 29. Le métal en fusion entrera violem-      ment en contact avec la paroi intérieure   35'de   la chambre 11, et rebondira violemment entre cette paroi et le coté 32 de la cuve 
29. Le renversement en la modification du sens du mouvement du métal en fusion, après contact avec l'intérieur de la chambre et la paroi extérieure de la cuve tour à tour, doit être rapporté simplement aux rebondissements et aux ricochets, ou à ces mouve- ments modifiés par l'action de la gravité ou de la force   centri-   fuge. Le métal s'accumulera finalement dans la rigole 30, en raison de la gravité, et s'écoulera par l'orifice de sortie 31. 



   Un gaz convenable, l'hydrogène par exemple, est introduit par le conduit 13, et la pression maintenue au niveau désiré, Le ré- gime approprié d'introduction de l'hydrogène, en vue de produire le résultat optimum dans le lingot, peut être déterminé par l'ana- lyse d'échantillons prélevés à la cuiller, ou pris dans le lingot fini, aussi bien que par d'autres essais effectués pour trouver les conditions les meilleures.

   Une fois que ces chiffres sont connus pour un acier d'une composition déterminée, ou un résultat identique peut être logiquement reproduit; par exemple, la quan- tité d'hydrogène (ou de tout autre gaz choisi) introduite dans le métal, peut être quantitativement réglée, avec une grande précision, ajustant la vitesse d'introduction du gaz dans la   cham   bre, à la quantité de métal traité dans celle-ci, par unité de temps, le métal sortant de la cavité 12 par la sortie 31. se solidifiera en lingots ayant exactement la quantité d'hydrogène requise pour empêcher la, retassure, mais en évitant la porosité ou d'autres imperfections de   l'acier   laminé. 

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   D'un autre côté, si, au lieu d'introduire des gaz dans la cavité 12 par le conduit 13, les gaz de la cavité 12 sont ex- traits par le conduit 18, le métal abandonnera facilement son conte- nu gazeux, et lors du déchargement par la sortie 31, formera des pièces coulées de métal dégazé. 



   Du métal peut, de même, être conditionné à un degré moin- dre, sans l'atomiser, en réglant la vitesse de la cuve 29 de façon à juste faire monter le métal, par la force centrifuge, le long des parois 34 et le faire couler vers le bas de la paroi 32. 



   La paroi extérieure de la cuve tournante peut avoir la forme de marches. Si un tel modèle est utilisé, la forme et l'incli- naison de la paroi intérieure de la chambre devrait être choisi d'une conformité correspondante telle qu'une action de rebondisse- ment maximum soit obtenue. 



   La ligne équatoriale A-B dans la figure Indique le point ou l'appareil peut être divisé en deux parties pour la faci- lité de l'assemblage, du nettoyage, etc. 



   Supposons que le diamètre extérieur au sommet de la cuve tournante soit 2'3 " et le diamètre extérieure du fond 7'. La cir- conférence au sommet est de 7,0886' et la circonférence du fond est   21,9911'.   Lorsque la cuve tourne à 300 tours/minutes, la vites- se circonférentielle au sommet est   de 35,34'   par seconde, la vitess circonférentielle à l'extérieur du fond est de 109,51' par seconde. 



   La force centrifuge aigssant sur le métal en fusion, s'accroît à partir du   somaet   vers le fond, en proportion de la vitesse circonférentielle accrue. En conséquence, avec chaque re- bondissement, l'action d'atomisation augmente, réduisant ainsi de plus en plus la dimension des particules de métal liquide. 



   Ceci n'est pas seulement important dans le but d'atteindre les objectifs de dégazer, ou d'introduire des gaz et d'homogénéiser, mais également pour permettre au matériau de l'appareil de résister à la détérioration par impacts, puisque la masse des particules diminue à mesure que leur vitesse augmente. 

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   Au sommet, le métal est projeté en rubans ou en gros globules contre la paroi de la chambre. Même le meilleur maté-   riau,réfractaire   peut seulement résister à'un certain impact. 



  Ear conséquent, la réduction graduelle de la dimension des parti- cules, en passant du sommet au fond, rend.possible la construction de l'appareil. 

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   On a parlé du conditionnement de métal en fusion, par l'intro- duction ou l'extraction de gaz. Un autre conditionnement est effec- tué simultanément, si un mélange de métaux en fusion est déposé dans le réceptacle 16. Certains métaux sont difficilement misci- bles l'un avec l'autre, et plutôt que de se solidifier d'une ma- nière homogène, ils tendent à se séparer l'un de l'autre, lors- qu'ils sont à l'état fondu. L'introduction de métaux en fusion in- compatibles dans le réservoir 16, suivant les procédures auxquel- les on s'est reporté jusqu'ici, aura comme résultat le décharge- ment par la sortie 31 d'un mélange hautement homogène de métaux fondus, et si des-pièces coulées sont solidifiées plutôt rapide- ment, l'incompatibilité des métaux fondus ne donnera pas lieu à une ségrégation importante.

   Le mélange des métaux peut'être déga- zé, ou se voir introduire des gaz simultanément. 



   Des exemples d'alliages commerciaux de métaux difficilement miscibles sont l'alliage plomb-cuivre pour coussinets SAE   48   (67- 74% Cu et 25-32% P6) et le SAE 480   (60-70%   Cu et 30-40% P6).De tels coussinets sont   fréquemment   fabriqués en appliquant de la pou- dre cuivre-plomb à des bandes d'acier, qui sont passées à travers des fours'où les mélanges sont agglomérés et liés. 



   Toutefois, quand des   buselures'en   ces alliages sont fabriquées par coulée, une ségrégation du plomb se produit. 



   Des coussinets et des buselures en alliage cuivre-plomb fabri- qués par agglomération de la poudre, sont supposés avoir une cer- taine porosité, qui améliore la rétention des lubrifiants. Lorsque l'appareil faisant l'objet du brevet est utilisé avec la rigole pratiquement vide tandis que des   gàz   inertes ou réducteurs sont in- troduits, un mélange de particules de.métal fondu, de très 'petite dimension, et de gaz sort par l'orifice. 



   Lorsqu'un tel mélange vient directement de la sortie dans les moules, des pièces coulées de porosité contrôlée sont produites, parce que les pores dépendent de la proportion des gouttes de mé- tal et du gaz et qu'elle peut être modifiée comme on le désire. 



   Il est également possible de combiner des composés   non-métalli-'   

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 ques, tels que du graphite (dans   un.but   de lubrification) avec le métal en'fusion, dans-les proportions désirées. 



   Un autre exemple est la combinaison aluminium-cadmium. L'ad- de dition/cadmium à l'aluminium et' aux alliages d'aluminium a été re- commandée comme soudure d'aluminium, alliages   -pour   coussinets   à' '   base   d'aluminium,   alliages d'aluminium à coupure nette, et allia- ges d'aluminium avec résistance accrue à l'aspersion par l'eau de mer. En raison de la miscibilité difficile de l'aluminium et du cadmium ces recommandations n'ont été utilisées que dans un degré très limité. L'appareil suivant l'invention'surmonte ces difficul- tés. 



   Dans le domaine des métaux ferreux, des combinaisons simi- laires apparaissent possibles, telles que l'addition de,bismuth à des alliages inoxydables, pour obtenir une résistance améliorée à la corrosion. Quand du bismuth solide est ajouté à des alliages inoxydables en fusion, dans le réservoir   16,   il fondra immédiate- ment, mais avant qu'il puisse s'évaporer, l'alliage liquide a tra- versé l'appareil, et il est sorti de la rigole 30 à travers   l'ori   fice de sortie 31, dans un   moule.   En introduisant un gaz dans du métal en fusion, comme on peut s'y attendre, plus élevée est la pression, plus rapidement le gaz sera absorbé par le métal atomi- sé.

   De même, puisque le gaz sera absorbé par de petites particules de métal en fusion, lorsque ces petites particules de métal, qui ont chacune absorbé une quantité de gaz, sont rassemblées dans une grande masse, le gaz sera distribué de façon homogène à tra- vers la masse entière de métal. Ainsi, les pièces coulées sont   d'un,   caractère hautement homogène par autant que cela concerne les in- clusions gazeuses. 



   En dégazant le métal, un haut degré de métal dégazé est réa- lisé, par l'usage d'un vide élevé, de l'ordre de   0,1   à 0,001 atmos phère. 



   Tandis qu'on s'est reporté à une inclinaison angulaire de   15   à 30  de la paroi extérieure 32 de la cuve 29, on ne doit pas com- prendre que cette inclinaison angulaire est critique, car l'angle pourrait probablement être réduit à moins de 15 , ou augmenté au- 

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 delà de 30 . Toutefois, l'inclinaison de la paroi extérieure 32, en vue de fournir une pente suffisamment longue pour le rebondis- sement du métal de la paroi   35,   est une des principales caracté- ristiques de l'invention.

   Jusqu'ici la centrifugation du métal en fusion a été utilisée en vue du dégazage, l'atomisation du métal en fusion a été incomplète, et ainsi temporaire, à cause que les globules de métal produits sont   presqu'instantanment   tombées dans une rigole et se sont agglomérées en grandes masses fondues, avant qu'une quantité substantielle de gaz ait été extraite.

   Dans le pro- cédé de conditionnement suivant l'invention, le dépôt rapide et direct du métal dans la rigole est évité, et'pour autant que cela puisse être calculé, on croit qu'à une valeur appropriée de la vi- tesse, le métal atomisé, ainsi que les globules plus'grands et les rubans de métal, seront projetés contre la paroi intérieure de la chambre, pour rebondir contre la paroi extérieure de la cuve, de manière répétée, de façon que, avec chaque rebondissement, une a- tomisation de finesse croissante est réalisée finalement, avec com me résultat la formation d'un brouillard de métal. La fréquence de   rebondissement   est une fonction de la vitesse de révolution de la cuve 29, de l'inclinaison angulaire, et de la longueur des parois 32 et 35. 



   DEFINITIONS. 



   "Rebondissement" se rapporte au contact du métal, ou du maté- riau, contre la paroi extérieure de la cuve, et le bond en arriè- re qui s'ensuit, soit en raison de l'élasticité du matériau, ou du   métal, s'exerçant contre la paroi ; unepartie du bond en arrière à   partir de   l'extérieur   de la cuve, et de l'intérieur de la chambre peut être gouvernée par la gravité; de même, le bond en arrière à partir de l'extérieur de la cuve peut être-le résultat du fait que le métal, ou un autre matériau, ou la paroi est élastique, ou bien ce bond peut être le résultat de la rotation de la cuve tournante, ou une combinaison de plusieurs de ces facteurs. Le "rebondisse- ment" inclut tout bond en arrière, sans égard à sa cause. 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 



   " Conditionnement Il se rapporte à la mise du   métal,   ou d'un au- tre matériau, dans une condition désirée; ceci comprend l'établisse- ment d'une qualité homogène, dans une masse de métal, ou d'un   autr   matériau, l'introduction de gaz dans le métal, ou dans un autre ma- tériau, le dégazage du métal, ou d'un autre matériau, l'enveloppe- ment du métal, ou d'un autre matériau, dans une atmosphère gazeuse inerte, l'enveloppement, ou mélange réciproque, du métal, ou d'un autre matériau, dans une atmosphère gazeuse active. L'enveloppement ou le mélange réciproque du métal, ou d'un autre matériau, dans une atmosphère gazeuse active peut provoquer des changements physiques ou chimiques. Le conditionnement comprend ces résultats. 



   On a décrit l'appareil et les procédés pour le conditionne- ment du métal, et il doit être entendu que l'appareil 'et les procé- dés peuvent être utilisés pour le conditionnement d'autres matériaux de caractère métallique ou non-métallique, avec, ou sans, inclusions' gazeuses, ou bien d'un caractère hautement homogène. On doit noter, en outre, que diverses modifications peuvent être apportées dans la nature du matériau gazeux qui est introduit dans le métal, et des changements dans la forme précise de l'appareil peuvent de même être. 



    ' faits,   tous dans les limites de la portée des revendications, sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Le procédé précis d'introduc- tion du gaz dans la chambre,!ne fait pas partie' de l'invention, puis- que les gaz peuvent aussi être Introduits dans celle-ci en introdui- sant des liquides, ou des solides, générateurs de gaz dans la cham- bre. Il doit être entendu de la description qui précède que le ter- me "conditionnement", comme utilisé ici, inclut l'établissement d'une qualité homogène dans le matériau traité, ou l'introduction du gaz dans ce matériau, ou   l'extraction   de gaz hors de ce matériau, sans égard à ce que le traitement a pour but de produire des chan- gements physiques ou chimiques dans ce matériau ou les deux.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS.
    1. Appareil pour le conditionnement d'un matériau en fusion, ca- ractérisé en ce qu'il comprend une cuve tournante, une chambre en- fermant la cuve, un moyen pour faire tourner la cuve, une paroi ex- térieure de la cuve s'inclinant vers l'extérieur, et vers le bas, à partir du sommet de la cuve, une paroi intérieure de la chambre é- tant opposée à la paroi extérieure de la cuve.
    2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi intérieure est espacée par rapport à la paroi extérieure de la cuve.
    3. Appareil suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour introduire un volume contrôlé de gaz dans la chambre.
    4. Appareil suivant les revendications 1 à 3, caractérisé, en ce qu'il comprend un moyen pour faire sortir un gaz de la chambre.
    5. Appareil suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour contrôler la présence du gaz dans la chambre,..
    6. Appareil suivant les revendications 1 à 5, caracrérisé en ce qu'il'comprend une chambre réfractaire, un réservoir pour le maté- riau en fusion, dans la chambre, communiquant avec une cavité inté- rieure de la chambre, la cuve tournante étant disposée dans la cham- bre pour recevoir le matériau en fusion du réservoir, la paroi exté- rieure de la cuve s'inclinant vers l'extérieur, et vers le bas, à partir du sommet de la cuve, suivant un angle d'approximativement 30 à partir de l'horizontale, la paroi intérieure de la chambre s'inclinant vers l'extérieur et vers le bas suivant un angle d'ap- proximativement 30 , à partir de l'horizontale, des moyens de¯ chauf- fage pour les parois de la chambre, un puits dans le fond de la cham- bre, communiquant avec l'extérieur de la'chambre, et des moyens de canalisation,
    communiquant avec l'intérieur de la chambre, pour con- trôler la présence du gaz dans celle-ci.
    7. Appareil pour le conditionnement de métal en fusion, caracté- risé en ce qu'il a ses parties construites, disposées, et adaptées pour fonctionner, en substance, comme décrit ci-dessus, en se repor- <Desc/Clms Page number 17> tant au dessin annexé.
    . 8. Procédé pour conditionner, du métal en fusion, caractérisé en ce qu'il comprend le dépôt du métal en fusion dans une cuve pos sédant des parties de sa surface extérieure s'étendant dans une di rection générale orientée vers l'extérieur et vers le bas, la ro- tation de la cuve dans une chambre' ayant des parties de sa surface intérieure s'étendant, de façon similaire, dans une direction géné- rale orientée vers l'extérieur et vers le bas, la continuation de la rotation de la. cuve, pour décharger le métal en fusion, par cen- trifugation, hors de cette cuve,,et le projeter dans un mouvement de va-et-vient, entre les surfaces extérieure et intérieure.
    9. Procédé, suivant la revendication 8, 'caractérisé en ce que le métal en fusion est projetéedans un mouvement de va-et-vient entre les surfaces extérieure et intérieure, jusqu'à ce qu'il soit, en substance, atomisé, et qu'un brouillard de métal en fusion 'soit formé.
    10. Procédé, suivant les revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte l'introduction d'un gaz dans la chambre.
    11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le gaz est introduit dans la chambre en volumes contrôlés.
    12. Procédé,suivant les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le gaz est un gaz inerte.
    13.Procédé, suivant les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le gaz est de l'hydrogène.
    14. Procédé, suivant les revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comprend l'introduction dans la chambre d'une matière gé- nératrice de gaz.
    15. Procédé, suivant les revendications 10 à Il+, caractérisé en ce qu'il comprend le contrôle de l'atmosphère gazeuse de la chambre.
    16. Procédé, suivant les revendications 8 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend l'évacuation de l'air de la chambre.
    17. Procédé, suivant les revendications 8 à 16, caractérisé <Desc/Clms Page number 18> en ce'quil comprend le dépôt d'un autre métal en fusion dans la cuve, avec le métal en fusion, mentionné ci-avant.
    18. Procédé, suivant les revendications 8 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend le dépôt d'un'matériau non-métallique dans la cuve, avec le métal en fusion.
    19. Procédé, suivant les revendications 8 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend la récupération du métal en fusion conditionné.
    20. Procédé de conditionnement de métal en fusion, en substan. ce comme décrit.
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