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BREVET BELGE "Cubilot à gaz".
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La présente invention concerne les cubilots à gaz pour l'obtention J'un métal liquide par fusion d'une charge contenant des métaux, et notamment les cubilots dans lesquels la cuve est divisée en une chambre de fusion de la charge et une chambre de surchauffe du métal.
On connaît déjà des cubilots à gaz, dans les- quels la cuve est partagée par deux gradins disposés sur des côtés opposés, l'un étant plus haut que l'autre, en une chambre de fusion de la charge et une chambre de surchauffe du métal. Dans les parois de la chamore de surchauffe sont montés des brûleurs qui prcduisent un flux de gaz chauds.
Dans la sole est ménagé un bassin pour l'accumulation du métal liquide, les trous de coulée du laitier et du métal débouchant dans ce bassin.
Les cubilots connus permettent d'obtenir une fonte de qualité à une température suffisamment élevée. La surchauffe du métal dans ces cuDilots est assurée à contre- courant par les gaz chauds se déplaçant de oas en haut dans la cuve, partiellement lors de la fusion de la charge sur le gradin inférieur et au moment de la chute des gouttes et des filets de métal du gradin dans le bassin. Nais, la surchauffe du métal liquide est assurée en plus grande par- tie par les courants rampants de gaz chauds dans le bassin où la surface du métal est continuellement débarrassée du laitier par coulée de celui-ci dans un avant-creuset. On arrive ainsi à maintenir un haut coefficient de transmission
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thermique entre les gaz chauds et le métal du bassin.
Toutefois, il n'est pas toujours possible de construire un cubilot avec un avant-creuset, comme c'est par exemple le cas dans les ateliers de fonderie pour la production en masse où l'on utilise des cubilots à uassin profond sans avant-creuset. Dans ces cubilots la fonte liquide s'accumule dans le bassin où on la prélève périodiquement pour la coulée dans les moules.
L'augmentation de la capacité du bassin dans la sole de la chambre de surchauffe, du fait de la profon- deur et de la présence d'une couche de laitier toujours croissante à la surface du métal liquide dans le bassin, est la cause d'un abaissement du coefficient de transmis- @ sion thermique entre les gaz chauds et le métal.
Le but de l'invention est de créer un cubilot perfectionné, dans lequel la transmission intensive des ca- lories au métal liquide par les gaz chauds aurait lied dans la cuve, lors de la chute du métal du gradin dans le bassin.
L'invention a pour objet un tel cuoilot, dans la cuve duquel il y a deux gradins situés sur des côtés opposés, un plus haut que l'autre, et partageant la cuve en une chambre de fusion de la charge et une chambre de sur- chauffe du métal dans les parois de laquelle sont montés des brûleurs ; dans la sole du cubilot est ménagé un bassin pour l'accumulation du métal liquide. Suivant l'invention, dans les parois de la chamore de surchauffe du métal, plus haut que les brûleurs mentionnés sont fixés en quinconce des éléments saillants en matériau réfractaire, destinés à pulvé- riser les gouttes de métal tombant du gradin dans le bassin.
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L'invention est aussi caractérisée par le fait que les éléments saillants en matériau réfractaire sont librement engagés dans des alvéoles ménagées dans le garnissage de la chambre de surchauffe du métal.
L'avantage de l'invention consiste en ce que la présence d'éléments saillants en matériau réfractaire assure la pulvérisation multiple des gduttes de métal et, de la sorte, augmente la surface du métal contactée par les gaz chauds ; en résulte un accroissement important du coefficient de transmission thermique. La pulvérisation des gouttes de métal sera d'autant plus intensive que la température des éléments saillants sera élevée.
On donne ci-après la description d'un exemple possible de réalisation de l'invention avec renvois aux dessins annexés qui représentent : - la fig. 1, en coupe longitudinale, un cubilot à gaz à deux gradins dans la cuve, suivant l'invention ; - la fig. 2, une coupe suivant AA, fig. 1, à la transition d'une chambre de la cuve à l'autre ; - la fig. 3, une section suivant BB, fig. 2 ; - la fig. 4, une coupe suivant CC, fig. 1, à l'endroit où sont placés les éléments saillants.
Dans une cuve 1 (fig. 1) du cubilot sont réali- sés deux gradins 2 et 3 situés sur des côtés apposés de la cuve et partageant celle-ci en une chambre 4 de fusion de la charge et une chambre 5 de surchauffe du métal ; le gra- din supérieur 2 a pour Objet de prévenir l'époulement de la charge dans la chambre 5, et le gradin inférieur 3 assure le soutènement de toute la colonne de charge. Les deux gradins ont un système de conduites 6 pour l'amenée d'un liquide de refroidissement.
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Entre les gradins 2 et 3, la cuve a une sec- tion droite plus grande grâce à l'aménagement d'une enceinte semi-annulaire 7 dans un garnissage 8 qui, à la transition de la chambre 4 à la chambre 5, est réalisée étagée- Tout le garnissage entre les gradins 2 et 3 est disposé dans une enveloppe 9 qui est fixée à une enveloppe 10 du cubilot et a, dans sa section droite, la forme montrée par la fig. 2.
Sur une sole inclinée Il du gradin inférieur 3 est ménagée une barrière 12 (fig . 1 à 3) en matériau réfrac- taire, de hauteur un peu plus grande que la distance entre les gradins ; cettebarrière distribue d'une façon suffisam- ment régulière le métal liquide allant à la chambre 5 de surchauffe et contribue à la distribution des gaz chauds cir- culant de bas en haut dans la cuve 1.
Comme le montre la fig. l, dans les parois de la chambre 5 de surchauffe du métal sont montés des brûleurs 13 alimentés en hydrocarbures gazeux par des tubes 14 raccor- dés à une rampe 15 ; dans une sole 16 de la chambre 5, il y a un bassin 17 pour l'accumulation du métal liquide, dans le- quel débouchent des trous 18 et 19 pou- la coulée du laitier et du métal respectivement. Il y a aussi, au-dessus des brû- leurs 13, des tuyères 20 pour l'amenée à la chambre 5 d'hy- drocarbures gazeux ; cestuyères sont raccordées à la même rampe 15 que les tubes 14.
Plus haut que les brûleurs 13 et les tuyères 20, dans des alvéoles 21 (fig. 1 et 4) du garnissage 8 des parois de la chamore 5 sont fixés des éléments saillants 22 en ré- fractaire, par exemple en électrodinas. disposés en quinconce et destinés à pulvériser à plusieurs reprises les gouttes.de métal tombant de la sole 11 du gradin 3 dans le bassin 17.
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Avant de commencer la fusion, par combustion du gaz dans les brûleurs 13 de la chambre 5, le cubilot est réchauffé jusqu'à ce que la température dans cette chambre atteigne 1600 C. Ensuite, à travers les tuyères 20 on admet des hydrocarbures gazeux pour le prélèvement par- tiel de calories au garnissage 8 et aux éléments saillants
22, ce qui non seulement supprime la fusion du garnissage, mais rend possible la conduite de la fusion sans oxydation, ainsi que la carburation et la désoxydation du métal.
Après réglage complet du régime thermique dans la cuve 1 du cubilot, on enfourne par le trou d'enfournement
23 (fig.l) la charge composée de métal et de fondants. Les gaz chauds, en passant entre les gradins 2 et 3 de la cham- bre 4, font fondre la charge. Le mtal liquide, sous forme de gouttes et de filets, tombe de la sole 11 du gradin 3 dans le bassin 17, en rencontrant sur son chemin, dans la chambre de surchauffe 5, les éléments saillants 22 qui assu- rent une pulvérisation multiple.
Etant donné que l'effet de pulvérisation des gouttes de métal s'intensifie au fur et à mesure que le mé- tal s'approche des brûleurs 13, la surchauffe du métal est maximale au-dessus du bassin 17 qui se remplit peu à peu de métal et de laitier à la surface ; le métal et le laitier sont respectivement évacués par les trous de coulée 18 et 19.
Des essais industriels ont corroboré les avan- tages du cubilot à gaz suivant l'invention. En outre, les fusions peuvent être prolongées, puisque le garnissage de la cuve, grâce au refroidissement partiel par le gaz naturel dans les zones à hautes températures, n'est fondu que d'une façon insignifiante.