Convertisseur métallurgique avec chauffage électrique par induction. L'objet de la présente invention est un convertisseur métallurgique avec chauffage électrique par induction.
Le convertissage d'une charge chaude ou liquide de métaux ou métaux impurs a pour effet des réactions du gaz insufflé soit avec le métal, soit avec le ou les corps formant impuretés. Certains métaux ou certaines im puretés sont volatisés, oxydés et emportés par les gaz, d'autres simplement oxydés et transformés en une sorte de scories, sans ou avec le concours d'agents scorifiants. Certaines de ces réactions absorbent de la chaleur, d'autres en produisent plus ou moins.
Pour la réussite du procédé, il faut que la charge initiale soit liquide ou au moins chaude, afin de pouvoir amorcer les réactions par le soufflage. D'autre part, la chaleur propre de la charge doit être suffisante, ou les réactions doivent produire suffisamment de chaleur pour compenser pendant un cer tain temps le refroidissement naturel, le refroidissement produit par le gaz insufflé ou celui produit par certaines réactions, afin de pouvoir terminer l'opération avant la solidifi- cation, toujours désastreuse, de la charge dans le convertisseur.
Si tel n'est pas le cas, on ajoute parfois, si possible, des corps four nissant de la chaleur, combustibles ou autres, mais gui nécessairement augmentent la quantité des impuretés soit dans le produit, soit dans les sous-produits, et renchérissent le procédé, notamment dans les pays dépourvus de com bustible.
Pour ces raisons, le convertissage a été limité jusqu'ici- à certaines matières ou bien ne pouvait pas être poussé à fond; ou encore, donnait lieu à des inconvénients. D'autre part, il fallait pour son exécution généralement deux fours, urr pour la fusion de la charge et un second, le convertisseur, dans lequel on trans vasait la charge en fusion.
La présente invention est appelé à éviter ces inconvénients et à permettre l'application du convertissage à de nouvelles matières.
Le convertisseur d'après l'invention con siste en un four basculant formant récipient pour recevoir la charge avec au moins une tuyère disposée pour l'insufflation d'un fluide gazeux, et au moins une ouverture pour le chargement, l'évacuation des gaz et des ma tières entraînées avec les gaz et pour la vidange, le four ayant à sa partie inférieure un dispositif de chauffage électrique par induction comprenant un ou plusieurs canaux d'induction, de section transversale entièrement délimitée par des parois, débouchant dans le récipient et disposés pour être remplis com plètement par le bain fondu contenu dans celui-ci;
cette disposition ayant pour but de permettre de combattre par le poids du métal se trouvant au-dessus d'eux le "pinch effectIl du courant induit en eux, et d'obtenir une surface simple et accessible et une forme massive du bain. Une ou plusieurs des tuyères d'insufflation peuvent avoir une direction telle que le cou rant produit par leur action renforce la circu lation du liquide dans le dispositif.
Une ou plusieurs des tuyères peuvent émerger au-dessus de la surface dit bain et avoir une direction telle que les gaz se diri geant vers l'ouverture d'évacuation couvrent toute ou bonne partie de la surface du bain. Cette circulation dans et sur la surface du bain peut s'obtenir avantageusement par une disposition plus ou moins tangentielle de ces tuyères.
'Sur le dessin ci-joint se trouvent quelques exemples du four suivant l'invention. Comme dispositif de chauffage électrique par induction est figuré celui protégé par le brevet suisse no 89875 de The Ajax 2fetal Company, Philadelphie, Pa. (U. S. A.) comme étant un dispositif typique du genre.
Fig. 1, 2, 3 et 4 représentent une première forme d'exécution Fig. 1 représente une coupe verticale, Fig. 2 une coupe horizontale, Fig. 3 une coupa verticale perpendiculaire à celle de la fig. 1, Fig. 4 une coupe en travers du dispositif de chauffage électrique; Fig. 5 et 6 représentent titi four avec sole élargie: Fig. 5 est une coupe verticale, et Fig. 6 une coupe horizontale de ce four;
Fig. 7 un convertisseur avec dispositif de chauffage latéral, Fih. 8 une variante du dispositif de chauf fage électrique avant deux bobines primaires à l'extérieur ; Fig. 9, 10 et 11 des variantes du four: Fig. 9 étant une coupe verticale, Fig. 10 une coupe horizontale, Fig. 11 également une coupe horizontale; Fig. <B>12</B> enfin, représente une vue en plan d'un foin, possédant trois canaux d'induction.
Les fig. 1, 2, 3 et 4 montrent un conver tisseur simple ayant une seule ouverture pour le chargement, l'évacuation des gaz et des matières entraînées avec les gaz, et pour la vidange.
1 est le corps du four, convertisseur auquel est additionné dans sa partie inférieure le dis positif de chauffage électrique par induction, 2, 3 sont les tuyères recevant du collecteur 4 et de l'arrivée centrale 5 l'air comprimé. 6, 7 et 8 est le dispositif pour basculer le convertisseur. 9 indique la ligne du niveau du bain à la fin de la fusion du métal pen dant laquelle le couvercle 10 est appliqué sur la gueule 19 du convertisseur. 11 indique une ligne du niveau du bain pendant le conver- tissage, 12 indique le niveau du bain après la coulée. 13 est la bobine primaire, 14 l'armature en fer, 15 le canal d'induction.
Un courant d'air peut être soufflé à travers l'espace 16 pour refroidir la bobine primaire.
Les tuyères 3 ont une direction tangen tielle afin de donner un mouvement circulaire au bain pour bien le mélanger. Les fig. 5 et 6 montrent une autre forme d'exécution avec une sole élargie, une ouverture pour charger, enlever les scories, ajouter les additions et pour la coulée, et une seconde ouverture pour l'évacuation des gaz et parties volatiles de la charge.
17 est la sole, par exemple en sable quartzeux; le four a un couvercle hémisphé- rique 10. 13, 14, 15 et 16 forment le dis p osi 'tif de chauffage n électrique pai- induction.
6, 7 et 8 sont les organes pour basculer le four. 18 est une porte pour charger, enlever les scories, ajouter les additions et pour la coulée. Le canal 19 ainsi que celui 20 d'une cheminée sert pour l'évacuation des gaz et parties volatiles de la charge. 3 sont les tuyères pour insufflation d'air comprimé dans lé bain. 21 est une tuyère pourinsufflation d'air sur le bain pour renforcer l'oxydation et la scorification. Les tuyères 3 et 21 ont une direction tangentielle afin de donner aux gaz ou au bain un mouvement circulaire soit pour couvrir toute la surface du bain, soit pour bien mélanger le liquide.
Le canal d'évacuation des gaz 19 est disposé dans la paroi présentant la porte 18 donc près de celle-ci, empêchant l'accès d'air sur le bain pendant l'ouverture de cette porte et en même temps, il est disposé en sorte que les gaz arrivant par la tuyère 21 soient obligés de couvrir la totalité ou presque totalité de la surface du bain avant d'y arriver.
Les fig. 9 10 et 11 montrent des variantes dans la disposition de l'arrivée 21 et de l'évacuation 19 des gaz et des matières vola tiles, ou une cloison sépare les deux pour arriver à couvrir mieux la surface du bain par les gaz. Dans la fig. 10, 23 est une poche de condensation pour les matières volatiles chauffée modérément par contact avec le four pour une condensation lente et 20, la sortie des gaz du dispositif.
La fig. 7 montre une variante avec un dispositif de chauffage latéral; celui-ci peut aussi être incliné comme dans la fig. 9.
La fig. 12 montre une variante avec dis positif de chauffage. à trois canaux d'induc tion; chacun peut, par exemple, recevoir une phase d'un courant triphasé.
Le dispositif de chauffage peut avoir un ou plusieurs canaux d'induction, par exemple, l'un à côté de l'autre. La ou les bobines primaires d'induction peuvent être disposées à l'extérieur du canal d'induction comme indi qué sur fig. 8.
Les dispositifs décrits permettent donc de pousser à fond les opérations du convertissage sans crainte de solidification de la charge et sans être obligé d'ajouter du combustible coûteux. A la suite de l'absence de tout combustible dans le procédé, les produits et les sous-produits du convertissage ne sont pas salis par celui-ci, par les cendres et par les fumées et gagnent considérablement en valeur. Enfin, les opérations de fusion et de conver- tissage peuvent se faire dans un seul four au lieu de deux fours, comme dans l'ancien procédé.