CA1068901A - Installations de traitement d'un metal fondu - Google Patents
Installations de traitement d'un metal fonduInfo
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- CA1068901A CA1068901A CA253,316A CA253316A CA1068901A CA 1068901 A CA1068901 A CA 1068901A CA 253316 A CA253316 A CA 253316A CA 1068901 A CA1068901 A CA 1068901A
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations
- B22D39/003—Equipment for supplying molten metal in rations using electromagnetic field
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
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- C22B9/05—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
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Abstract
On traite actuellement par injection de gaz tels que le chlore ou l'azote,les métaux fondus corrosifs tels que l'aluminium. L'installation perfectionnée comprend un dispositif de traitement immergé dans la partie ou le four contenant le métal fondu, une pompe électromagnétique, située au-dessus du dispositif de traitement agit à contre-pression pour agiter ce mélange et provoquer la formation des scories dégagées dans un bassin de décantation. Application au traitement et au dégazage de l'aluminium.
Description
ba présente inventiQn concsrne un psrfectlonnement aux installations de traitsment d'un m6tal ~ondu.
On sait qu'au cour~ de~ dernlères annéas, divers dispositifs ont été mis au point pour permettr~ le traitement des métaux ~ondus en faisant barboter dans 18 bain de métal un flux de gaz tel que le ~`
chlor0 ou l'azots an vue d'éliminer da CB bain les impuretés et 18s gaz occlus.
Il a été réalisé en particulier un dispositif permettant le traitemant en oontinu ds métaux fondus corrosifs comme l'aluminium~ -constitu~ esssntiellemant par une pompe électromagnétiqus dont le conduit est réalisé en un matériau présentant une porosité ouvsrts prédétarminée. Ce conduit est dispose à l'intérieur d'un tube m~tallique qui lui est sensiblement coaxlal st qui comporte des moyens d'ét3nchéité.
L'espace compris entre le tube métallique et le conduit de la pompe est ~ ~-relié à une source de gaz de traitsment sous pression de t lle sorte que le gaz pénétrant dans le métal à travers le conduit se trouve assez intimement brassé avec le métal fondu impur par les courants induits par les bobinages de ladite pompe électromagnétique.
~ On sait également qu'il a éts réalisé une installation ds zo traitemsnt d'un métal ~ondu pr~ssntant un caraot~re industrlel constitu~spar une pompe élactromagnétique immergée dans une poche contsnant le métal fondu à traiter, montés en séris avec un dlspositif ds traitement ;~
conforme à lq description donnée cl-dassus, c'est-à-dire constituee lui-m~me comms une pompe éleotromagnétique dont le conduit en céramique ~;
pr~sente une porasité ouverte et se trouve disposee de faQon étanche à
l'intérieur d'un tubs mktallique relié à une sOLIrCe de ga~ 50US presslon.
La partie lnférieure du dispo~itiF de traltement est donc raccordé à la pompe électromagnétique immergéa tandis que la partie supérieure du dispositiF de traitement est raccord~e à un ~assin de décantation et de dégazags. Dans ce bassin on maintient au moyen d'une pompe à très grand débit une légbre dépression par rapport à la pression atmosphérique, ,:
.
de l'ordre ds 1 à 100 torrs.
~ e sorte que l'ensembls de l'installation connuz B~t constitu~
par une pompe électromagnétique immerg~s allmentant un dlspositlf de ; tr3itemsnt qul débouche sur un ba~sln ds décantage maintenu sou~ une pression voisine ds la prsssion atmosphérique par unæ pompe à grand débit.
Pour assurer un bon mélange des gaz issus du dispositif de traitement avec le métal -Pondu, on fait fonctianner la pompe immergée dans le ~ens ascendant tandls qu~ la dlspositif ds traitement aglt à
contre presslonO Il se prodult alors à l'lntéri~ur de la pomps, dans la ; ~;
~ass~ du métal fondu ascendant, des tourbillons de très petit rayon, ~;
assurant un mélange très satisfaisant du gaz de traitement avec le métal fondu et par sults une purifl~ation très satis~aisants du métal fondu. `~
La préaente invention consiste en un perfectionnement 3 l'lnstallatlon décrits ci-dessus~ Etant dDnn~ que la purificatlon 58 : . . .
falt d'autant mleux que le métal fondu sst malntenu plus longtemps sous forme de pstlts tourbillons, 11 a paru avan1;ageux de prolonger la durée de C8 mouvement tourbillonnaire sur la plus grande partie du chsmin parcouru par le m~tal fondu l~ long ds l'installation de traltemsnt. A
cstte fin la pomps ~lectromagnetiqus a été transférée dans la partis supéri~ure de l'instalIation et c'est le dispositi~ ds traitsmsnt du métal fondu qui a été lmme~gé dans la zone plu~ chauds.
~;~ L'objet de l'invantion sst donc un per~eotlonnement à uns installation ds traltsment industrial d'un métal ~ondu comportant un .; , ,. ~ .
dispositi~ de traltement du metal fondu constitué par le conduit d'uns pompe électromagnétique lmmergeable réal~ée en -un matériau porsux inséré
de façon stanche dans un tube métallique reli~ 3 une source de gaz de ~ ;~
; traitsment sous prsssion, une pomps éleatromagnétique ascendante da tout type, un b~ssin de décantation et de-dégazage rel~ de ~açon stanche à la pompe électromagnstique et 3 une pompe à vids à grand dsblt caractérisé
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en ce que le dispositif de traitement du m~tal fondu est imrnerge dans un four, en ce qu'il est relie de a~on etanc,he à la pompe électromagnétique située au-dessus du our et en ce -~
que le gaz pénetrant dans le metal à travers le conduit se trouve intimemen-t brasse avec le metal fondu impur.
Il est bien pr~cise qu'~ la surface du bassin de décantation, la pompe a vide ~ grand débit ne crée qu'une legère depression. En effet une telle d~pression tout en permettant à
la pompe a vide d'absorber les gaz s'echappant du métal fondu, ~-accélère l'entraînement des impuretes à la surface du metal fondu. Cette dépression doit rester de l'ordre de 1 à 100 torrs par rapport à la pression atmosphérique. Si cette dépression ~; est plus importante il peut se produire un brasage trop énergé-. ~ .
tique des crasses conduisant éventuellement à leur reincorpora- ;~
,~ tion partielle dans le metal fondu.
Un exemple de realisation conEorme à l'invention est ,~ decrit ci-dessus en reference à la figure 1 qui represente le . .
, montage d' ensemble de l'installation et ~ ~
. ~
la igure 2 qui représente une coupe schématique de piaces e~sentialles de cette installation. ~ `
En se référant a la figure 1, on voit en 1 le four contenant le métal fondu 2. Selon l'invention, le dispositif ,~
de traitement 3 est plongé dans le métal fondu 2. ~a sortie du dispositif de traitement est reliee directement a la pompe , electromagnétique 4. La sortie de la pompe électromagnetique se fait dans le bassin de decantation et de dégazage 5. Une ,,~ pompe a vide 6 (qui peut être une simple trornpe â air) maintient au-dessus du niveau du métal fondu 7 dans le bassin de décanta-~,, tion 5 une pression l,égerement infér~eure a la pression atmosph~
~, 30 rique. Une goulotte 8 puisant le métal fondu au-dessous de la surface, afin de ne pas entrainer les scories qui flottent â sa surface du téal fondu, permet l'évacuation du métal fondu traité.
,,, ~ - 3 -,. .
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,. ~: . . ' ~ . . . ' g~
Le bassin de décantation S est couvert par une hotte étanche 9 amovible prolong~e ~ son sommet par une canalisation 11 aboutissant à la pompe à vide 6 7 ....
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~ - 3a - ~ ~
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Lorsqu' il 9' ~st form~ une quantit& de scorie3 trop lmpertant0 3 la surfac~ du bassin da d~cantation, la hotts amovi!ols est soulevée st ce9 scoriBs sont extraitss ~anrf interrompre la march~ du dlsposltif-En foncti~nnement normal, la pompe électroma~nétique marche àcnntrs-ssns tandis que le dispositif de puri~ication fonctlonne comms une pompe ascendante. LB dlspositif d~ purificetion sst doté 3 cst eff0t d'un qtator annulalre. Tout le long du conduit du dispositif de purificatlon il se forme des tourbillons locaux qui SDnt entrainés par le mouvement ascendant du métal fondu. Ces tourblllons se prolongent à travsrs la pompe ~lactromagn~tique 4 et maintiennent alnsi le brassage du ~az avec le flux de métal fandu jusqu'à l'arrivéa dans le bassln de décantation, ; Lorsque l'on veut extraire 18 gaz, l'azote en particulier, sn vue de le réinJeotsr dans le cirouit de métal fondu, on 1B capts à la sortie de la pompe à vide et on le dirige gr~ce au conduit 14 sur le centre de traitement 12 o~ le gaz est entrainé à travsrs des filtres 3 huile et des pièges 3 hydrogène au moyen d'un vsntilateur de surpression.
Pour le traitement au chlors, on peut remplacsr la pompe à vide par uns ~'!
':
~ ~imple tromp~ 3 air, ~ ~
~! :-., La figurs 2 représente une vu~ sch~matique sn coupe, d~s polnts esssntiels de l'installation, 18 dispositif de traltement 3 qui fonctionne dans le sens ascsndant st la pompe slectromagn~tique 4, qui fonctionne 3 contrs-prsssion. Sur une embase sn c~ramique 21 repose l'~nsemble ds l'enroulsment comprensnt les t~les magnétiques 20, la masse magnétique est supportee par deux semeflles 22 st 23 noyéss dans la c~ramique ce qui -con~ère une rigidits tr~s satisfaisante à l'ensemble. Le ~az est inJscté -dfsns l'encelnte par le conduit 14 entre le conduit poreux 24 et un tube métallique 15. Les t81es magnétiques et 1B5 enroulements sont rsfroidls par une canalisation d'air 260 L'ensembls dss masse~ ma~n~tiques et dss bnbines sst inclus dans une enceinte étanche 27. LBS parois internss ds cette snceinte déllmitent la sur~acs extérisure du volume oontenant 1B
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- 4 - ~ ~
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gaz de traitement. Celul-cl se r~partlra entrs 18 conduit 24 et la paroi -~
15 à traver~ la paroi du condult 24~ Le dispqsiti~ oe traitemant comprend un noyau magn~tique 2a noy~ dans une masss oéramique 29, L'étanchéi~ le long du tubs 15 sst obtenue gr3ce a d~s sou~flets tels que 31 et 32.
L'étanchéité entre pi~ces céramique est obtenus an ~xerçant une pression ajustable ~ ainsl la pression des parols tell~s qus par exsmple la paroi de protectlon externe 33 est assur~s par des dispositifs à vls et resaorts tels que 34.
La po~oe électromagn~tique 4 comprsnd un enroulement extérieur 30 et un noyau important 35 placé dans une envsloppe de protaction en oéramique 36~ Ce noyau est suspendu par une piècs métallique 40 affectant ~ -la forme d'un voile hélico~dal. Il en r~sulte que le flux de métal fondu est fortement divisé en traversant la pompe, et que son parcours est considérablement allongé, tout ceci contribue encore à améliDrer le mélange au sein du métal fonou. L'étanchéité aux gaz de la paroi céramique de la pompe est renforcée par enveloppe métallique cnntinue 37. On notera qu'à sa partie supsrieure le canal 5 est entouré d'un rebor~ annulaire 36 permsttant d'évacuer le m~tel fondu vsrs la périphérie du bassln de ~ ;~
décantation sur une faibls épaisseur facilitant 18 dégazags du métal ;- ;
fondu. ~;
Bien que le procsdé et le disposltif qui viennent d'8tre déorits paraissent les plus avantageux pDur la mise en oeuvre de l'invention, on comprendra ~isément qu~ diversss mod1~i¢ations puissent leur etre ~;
apportkes sans sortlr du cadre de l'invention9 certains éléments du disposltif pouvant notamment être remplao~s par d'autres éléments ~usceptibles ;~
d'y assurer la m~me fonction technique ou une -~onction techniqu~ équivalente, le ~our pourrait~ par exempls, ~tre remplacé par une poche, '', ' ~. ``, ':
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On sait qu'au cour~ de~ dernlères annéas, divers dispositifs ont été mis au point pour permettr~ le traitement des métaux ~ondus en faisant barboter dans 18 bain de métal un flux de gaz tel que le ~`
chlor0 ou l'azots an vue d'éliminer da CB bain les impuretés et 18s gaz occlus.
Il a été réalisé en particulier un dispositif permettant le traitemant en oontinu ds métaux fondus corrosifs comme l'aluminium~ -constitu~ esssntiellemant par une pompe électromagnétiqus dont le conduit est réalisé en un matériau présentant une porosité ouvsrts prédétarminée. Ce conduit est dispose à l'intérieur d'un tube m~tallique qui lui est sensiblement coaxlal st qui comporte des moyens d'ét3nchéité.
L'espace compris entre le tube métallique et le conduit de la pompe est ~ ~-relié à une source de gaz de traitsment sous pression de t lle sorte que le gaz pénétrant dans le métal à travers le conduit se trouve assez intimement brassé avec le métal fondu impur par les courants induits par les bobinages de ladite pompe électromagnétique.
~ On sait également qu'il a éts réalisé une installation ds zo traitemsnt d'un métal ~ondu pr~ssntant un caraot~re industrlel constitu~spar une pompe élactromagnétique immergée dans une poche contsnant le métal fondu à traiter, montés en séris avec un dlspositif ds traitement ;~
conforme à lq description donnée cl-dassus, c'est-à-dire constituee lui-m~me comms une pompe éleotromagnétique dont le conduit en céramique ~;
pr~sente une porasité ouverte et se trouve disposee de faQon étanche à
l'intérieur d'un tubs mktallique relié à une sOLIrCe de ga~ 50US presslon.
La partie lnférieure du dispo~itiF de traltement est donc raccordé à la pompe électromagnétique immergéa tandis que la partie supérieure du dispositiF de traitement est raccord~e à un ~assin de décantation et de dégazags. Dans ce bassin on maintient au moyen d'une pompe à très grand débit une légbre dépression par rapport à la pression atmosphérique, ,:
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par une pompe électromagnétique immerg~s allmentant un dlspositlf de ; tr3itemsnt qul débouche sur un ba~sln ds décantage maintenu sou~ une pression voisine ds la prsssion atmosphérique par unæ pompe à grand débit.
Pour assurer un bon mélange des gaz issus du dispositif de traitement avec le métal -Pondu, on fait fonctianner la pompe immergée dans le ~ens ascendant tandls qu~ la dlspositif ds traitement aglt à
contre presslonO Il se prodult alors à l'lntéri~ur de la pomps, dans la ; ~;
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assurant un mélange très satisfaisant du gaz de traitement avec le métal fondu et par sults une purifl~ation très satis~aisants du métal fondu. `~
La préaente invention consiste en un perfectionnement 3 l'lnstallatlon décrits ci-dessus~ Etant dDnn~ que la purificatlon 58 : . . .
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cstte fin la pomps ~lectromagnetiqus a été transférée dans la partis supéri~ure de l'instalIation et c'est le dispositi~ ds traitsmsnt du métal fondu qui a été lmme~gé dans la zone plu~ chauds.
~;~ L'objet de l'invantion sst donc un per~eotlonnement à uns installation ds traltsment industrial d'un métal ~ondu comportant un .; , ,. ~ .
dispositi~ de traltement du metal fondu constitué par le conduit d'uns pompe électromagnétique lmmergeable réal~ée en -un matériau porsux inséré
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Il est bien pr~cise qu'~ la surface du bassin de décantation, la pompe a vide ~ grand débit ne crée qu'une legère depression. En effet une telle d~pression tout en permettant à
la pompe a vide d'absorber les gaz s'echappant du métal fondu, ~-accélère l'entraînement des impuretes à la surface du metal fondu. Cette dépression doit rester de l'ordre de 1 à 100 torrs par rapport à la pression atmosphérique. Si cette dépression ~; est plus importante il peut se produire un brasage trop énergé-. ~ .
tique des crasses conduisant éventuellement à leur reincorpora- ;~
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En se référant a la figure 1, on voit en 1 le four contenant le métal fondu 2. Selon l'invention, le dispositif ,~
de traitement 3 est plongé dans le métal fondu 2. ~a sortie du dispositif de traitement est reliee directement a la pompe , electromagnétique 4. La sortie de la pompe électromagnetique se fait dans le bassin de decantation et de dégazage 5. Une ,,~ pompe a vide 6 (qui peut être une simple trornpe â air) maintient au-dessus du niveau du métal fondu 7 dans le bassin de décanta-~,, tion 5 une pression l,égerement infér~eure a la pression atmosph~
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gaz de traitement. Celul-cl se r~partlra entrs 18 conduit 24 et la paroi -~
15 à traver~ la paroi du condult 24~ Le dispqsiti~ oe traitemant comprend un noyau magn~tique 2a noy~ dans une masss oéramique 29, L'étanchéi~ le long du tubs 15 sst obtenue gr3ce a d~s sou~flets tels que 31 et 32.
L'étanchéité entre pi~ces céramique est obtenus an ~xerçant une pression ajustable ~ ainsl la pression des parols tell~s qus par exsmple la paroi de protectlon externe 33 est assur~s par des dispositifs à vls et resaorts tels que 34.
La po~oe électromagn~tique 4 comprsnd un enroulement extérieur 30 et un noyau important 35 placé dans une envsloppe de protaction en oéramique 36~ Ce noyau est suspendu par une piècs métallique 40 affectant ~ -la forme d'un voile hélico~dal. Il en r~sulte que le flux de métal fondu est fortement divisé en traversant la pompe, et que son parcours est considérablement allongé, tout ceci contribue encore à améliDrer le mélange au sein du métal fonou. L'étanchéité aux gaz de la paroi céramique de la pompe est renforcée par enveloppe métallique cnntinue 37. On notera qu'à sa partie supsrieure le canal 5 est entouré d'un rebor~ annulaire 36 permsttant d'évacuer le m~tel fondu vsrs la périphérie du bassln de ~ ;~
décantation sur une faibls épaisseur facilitant 18 dégazags du métal ;- ;
fondu. ~;
Bien que le procsdé et le disposltif qui viennent d'8tre déorits paraissent les plus avantageux pDur la mise en oeuvre de l'invention, on comprendra ~isément qu~ diversss mod1~i¢ations puissent leur etre ~;
apportkes sans sortlr du cadre de l'invention9 certains éléments du disposltif pouvant notamment être remplao~s par d'autres éléments ~usceptibles ;~
d'y assurer la m~me fonction technique ou une -~onction techniqu~ équivalente, le ~our pourrait~ par exempls, ~tre remplacé par une poche, '', ' ~. ``, ':
- 5 - ~
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Claims (6)
1. Perfectionnement à une installation de traitement industriel d'un métal fondu comportant un dispositif de traite-ment du métal fondu constitué par le conduit d'une pompe électro-magnétique immergeable réalisé en un matériau poreux, inséré de façon étanche dans un tube métallique relié à une source de gaz de traitement sous pression, une pompe électromagnétique ascendante, un bassin de décantation et de dégazage relié de façon étanche à la pompe électromagnétique et à une pompe à
vide à grand débit caractérisé en ce que le dispositif de traite-ment du métal fondu est immergé dans un four, en ce qu'il est relié de façon étanche à la pompe électromagnétique située au-dessus du four, et en ce que le gaz pénétrant dans le métal à
travers le conduit se trouve intimement brassé avec le métal fondu impur.
vide à grand débit caractérisé en ce que le dispositif de traite-ment du métal fondu est immergé dans un four, en ce qu'il est relié de façon étanche à la pompe électromagnétique située au-dessus du four, et en ce que le gaz pénétrant dans le métal à
travers le conduit se trouve intimement brassé avec le métal fondu impur.
2. Perfectionnement à une installation de traitement industriel d'un métal fondu selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le dispositif de traitement comprend un stator annu-laire et un noyau magnétique enrobé dans une céramique disposé
dans le conduit de pompage suivant l'axe de symétrie de celui-ci et une circulation d'air de refroidissement dudit stator.
en ce que le dispositif de traitement comprend un stator annu-laire et un noyau magnétique enrobé dans une céramique disposé
dans le conduit de pompage suivant l'axe de symétrie de celui-ci et une circulation d'air de refroidissement dudit stator.
3. Perfectionnement à une installation de traitement industriel d'un métal fondu selon la revendication 2, caractérisé
en ce que la pompe électromagnétique comprend dans sa partie active un conduit élargi contenant en son centre un fort noyau magnétique enrobé dans une céramique.
en ce que la pompe électromagnétique comprend dans sa partie active un conduit élargi contenant en son centre un fort noyau magnétique enrobé dans une céramique.
4. Perfectionnement à une installation de traitement industriel d'un métal fondu selon la revendication 3, caracté-risé en ce que le conduit poreux du dispositif de traitement et la pompe supérieure sont entourés par une gaine métallique dont la continuité est assurée au moyen de soufflets métalliques.
5. Perfectionnement à une installation de traitement industriel d'un métal fondu selon la revendication 3, caracté-risé en ce que le noyau magnétique enrobé dans une céramique est fixé dans la partie élargie du conduit de la pompe électro-magnétique par une pièce métallique affectant la forme d'un voile hélicoïdal .
6. Perfectionnement à une installation de traitement industriel d'un métal fondu selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la pompe électromagnétique située au-dessus du four fonctionne à contre-pression tandis que le dispositif de traitement agit sur le métal comme une pompe ascendante.
en ce que la pompe électromagnétique située au-dessus du four fonctionne à contre-pression tandis que le dispositif de traitement agit sur le métal comme une pompe ascendante.
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