EP0728222A1 - Poche de traitement de metal liquide de faible encombrement - Google Patents

Poche de traitement de metal liquide de faible encombrement

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EP0728222A1
EP0728222A1 EP95900816A EP95900816A EP0728222A1 EP 0728222 A1 EP0728222 A1 EP 0728222A1 EP 95900816 A EP95900816 A EP 95900816A EP 95900816 A EP95900816 A EP 95900816A EP 0728222 A1 EP0728222 A1 EP 0728222A1
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EP
European Patent Office
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pocket
immersion
immersion heaters
treatment
liquid metal
Prior art date
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EP95900816A
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German (de)
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EP0728222B1 (fr
Inventor
Isabelle Ventre
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Novelis Inc Canada
Original Assignee
Pechiney Rhenalu SAS
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Publication date
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Publication of EP0728222B1 publication Critical patent/EP0728222B1/fr
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/06—Obtaining aluminium refining
    • C22B21/064—Obtaining aluminium refining using inert or reactive gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/06—Obtaining aluminium refining
    • C22B21/066—Treatment of circulating aluminium, e.g. by filtration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/05—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
    • C22B9/055—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ while the metal is circulating, e.g. combined with filtration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/02—Ohmic resistance heating

Definitions

  • the invention relates to a bag for treatment, by gas flow, of liquid metal, in particular aluminum or its alloys but also magnesium or its alloys, of small size and having improved thermal or other performance.
  • This treatment is usually carried out by insufflation of a suitable gas, for example of the Ar type containing a few percent of chlorine, using a rotor immersed in the liquid metal itself contained in a treatment bag.
  • a suitable gas for example of the Ar type containing a few percent of chlorine
  • it is generally carried out continuously just before the casting itself is carried out continuously, the ladle thus being able to serve as a ladle.
  • a pocket comprises one or more treatment compartments, each of them containing a gas blowing rotor, the latter being able to treat only a determined volume of liquid metal; often there are two compartments.
  • the pocket can also be fitted with an adjoining outlet compartment.
  • the pockets can be heated using heating walls or covers, but such a device, if it allows pockets to be reduced in size, has the disadvantage of having an insufficient thermal efficiency, be ineffective and give strong temperature gradients in the liquid metal.
  • the heating covers can cause increased pollution of the surface of the liquid metal by oxidation and formation of dross. Maintenance and cleaning problems are also important.
  • the heating can be carried out using a block of graphite immersed in the liquid metal; in the block are inserted heating tubes.
  • Such a device gives insufficiently efficient heating, presents problems of maintenance and quality of the metal due to the use of graphite and has a random lifetime also linked to the use of graphite.
  • the heating of a treatment compartment can also be carried out using a single immersion heater comprising a heating part immersed in the liquid metal and an emerging riser intended for electrical connections and its handling.
  • a single immersion heater generally consists, in its heating part, of an electrical resistance embedded in a refractory substance which is a good thermal conductor and electrical insulator, the whole being contained in a sheath also a good thermal conductor which must resist liquid metal.
  • This sheath is advantageously made of sintered ceramic, for example sialon, which resists well to liquid VA1 or its alloys.
  • the immersion heaters usually used in this application have a large diameter, generally around at least 110 to 200 mm.
  • Immersion heaters of this type have the advantage of providing efficient heating with good thermal efficiency. Nevertheless, there are still gaps concerning the speed of heating, the control and the uniformity of temperatures in each of the treatment compartments but also in the outlet compartment, the dimensions of the latter not allowing the installation of this type of immersion heaters. Pockets equipped with rotor and this type of large diameter immersion heaters can be used in different ways.
  • An immersion heater and a rotor can be installed simultaneously in a treatment compartment; but in this case there is a reduced processing capacity and cleaning and maintenance problems associated with the size of the immersion heater and the rotor permanently mounted in the compartment, and the fouling of the liquid metal bath.
  • the solution which seems to offer the best current compromise, consists of installing a large space heater immersion temporarily in a treatment compartment during the transient periods of maintaining or warming up the liquid metal and then replacing it with the insufflation rotor of gas at the time of processing and pouring.
  • the efficiency and the efficiency of heating by immersion heater are preserved without greatly aggravating the temperature heterogeneity at the time of casting (after the replacement of the immersion heater by the rotor), and the capacity of the ladle and the problems are improved. cleaning and maintenance.
  • this operating mode requires the use of a handling gantry which significantly increases the footprint of the installation, a device of this type is illustrated for example in French patent FR 2514370, moreover the performance of this operating mode is limited to the measurement of the type of immersion heaters used, as has been seen above.
  • the Applicant has sought to solve the problems of homogeneity and control of the temperature of the bag due to the use of the type of immersion heater described above and the problems of operation and size of the bag also linked to employment. of this type of immersion heater.
  • the invention is a bag for the continuous treatment of liquid metal, comprising one or more compartments, each treatment compartment comprising a device for introducing treatment gas, characterized in that each said treatment compartment further comprises at minus a small diameter immersion heater with a high unit power.
  • the ladle is particularly suitable for processing aluminum or its alloys, but also magnesium or its alloys.
  • the immersion heater has a small diameter and a large power, which results in a dissipated power per unit of surface area, which is all the greater, it is unexpected not to note any burning of the metal.
  • the immersion heaters and the gas introduction device are therefore immersed and installed simultaneously in the pocket during operation, which thus avoids handling them with each new pouring.
  • a simple device can, however, make it possible to lift all of the immersion heaters, or even rotors, to completely clear the surface of the bath for episodic cleaning.
  • the treatment is generally carried out on parade on raw liquid metal circulating continuously in the pocket, coming from a processing installation, the treated metal leaving the pocket to be directly cast in different forms: plates, billets, strips, molded parts, etc.
  • the treatment gas is generally a gas inert with respect to the treated metal, for example argon, which can however be added with a reactive gas, for example chlorine, as is well known to those skilled in the art.
  • the device of the invention is particularly advantageous for ensuring that the bag is maintained or brought up to temperature for continuous treatments; it is likewise well suited to batch processing.
  • the bag is generally of large capacity, containing several tonnes of liquid metal, and may comprise one or preferably several treatment compartments proper, each of them being equipped with a device for introducing gas, for example immersed rotors and several immersion heaters (generally two or more). It can also include an outlet compartment which makes it possible to flow only clean metal which is not polluted by any dross coming from the treatment or from a surface oxidation of the molten metal during the treatment.
  • the invention applies more generally to all types of bags, including those of small dimensions or to test bags, with the same advantages.
  • the immersion heaters used in the invention are of the type with electrical resistance embedded in a refractory and protected by a sheath; they include, like those known from the prior art, a heating part immersed in the liquid metal enhanced with a non-heating and non-immersed extension allowing electrical connections and handling; their heating part is covered with a sheath advantageously made of sintered ceramic, for example alumina, zirconia, Alon, sialon, mixed oxynitride (of the MgAlON type), itride, boride, etc., which resists liquid aluminum well and has a excellent thermal conductivity compared to those of the prior art, on the other hand they are of a very small size for an equivalent power.
  • the advantages linked to the use of the bag according to the invention are especially obtained with immersion heaters whose heating part has a diameter of less than 100 mm; but the invention finds especially its interest when the diameter is less than 40 mm, or better still less than 30 mm.
  • the small diameter of the immersion heaters it is unexpected to be able to dissipate an energy greater than 5 kW per meter of immersed heating part, or better still greater than 10 kW / m, or even 20 kW / m, without the liquid metal is burnt and without the temperature difference between the liquid metal and the immersion heater exceeding a few tens of ° C.
  • the heating part prefferably covers the entire height of the liquid metal bath.
  • the immersion heaters can be installed close (a few centimeters) from the inside of the walls of the ladle without affecting the temperature uniformity of the liquid metal, including during transitional periods. By grouping the immersion heaters of a pocket along the same wall, it facilitates maintenance and cleaning problems.
  • the outlet compartment is also very advantageous for the outlet compartment to be equipped with at least one immersion heater of this type, the temperature of the metal therein thus being able to be brought precisely to the desired value.
  • the immersion heaters are permanently installed in the pockets during operating periods; however, they can be fixed on a simple lifting device, preferably motorized and permanently installed on the pocket, so as to remove or manipulate them easily to carry out the maintenance operations of the pocket, skimming and scouring of the bath surface. It is also advantageous to mount the immersion heaters integrally on a single frame or on a bath access hatch, actuated by the lifting system, so as to be able to handle them together and to further facilitate the operations mentioned above.
  • Improvements can also be made by using said lifting device to simultaneously lift the rotor and the immersion heaters, or by installing said rotor on the same frame or trap as the immersion heaters.
  • Fig. 1 illustrates a pocket according to the invention comprising a single treatment compartment and an outlet compartment.
  • the enclosure (1) of the pocket which has a single treatment compartment (2) separated by a partition (3) from the outlet compartment (4) communicating from below with the treatment compartment (2).
  • the enclosure (1) may consist of an external metal casing and an internal refractory lining (not shown).
  • the pocket is supplied with (5) by the raw metal to be treated, while the treated metal leaves at (6) to be poured.
  • the liquid metal is treated using a rotor device (8) comprising a line (9) for bringing the gas into the liquid metal (7). It is heated by a battery of immersion heaters (10) having their heating part (11) immersed and their extension (12) allowing, among other things, their electrical connection (13). Similarly, an immersion heater (14) is installed in the outlet compartment (4).
  • the bag can advantageously include two (or more) treatment compartments of type (2), in order to process a higher metal flow rate. They usually operate in series, or according to any other arrangement compatible with operating constraints, and opening into the outlet compartment.
  • Each of the compartments typically includes a gas introduction device (rotor for example) and two immersion heaters which are generally sufficient to ensure temperature control while avoiding an excessive bulk of the interior space of the pocket.
  • a pocket having a capacity of 4 t of aluminum, or its alloys, and comprising two treatment compartments and an outlet compartment in series has been equipped with a rotor and two immersion heaters per treatment compartment and one immersion heater in the outlet compartment.
  • the immersion heaters are all identical, have a unit power of 10 kW, a total length of 1 m, a heating length of 500 mm and an outside diameter of the heating part of 28 mm.
  • the maximum temperature differences do not exceed 5 ° C and the temperature of the outlet compartment does not deviate by more than 5 ° C from the pouring temperature; moreover the time separating two flows does not exceed 1 h.
  • the maximum temperature differences are approximately 40 ° C., without the temperature of the outlet compartment can be very precisely regulated, and the time between two flows, including the immersion / rotor change times, is at least 2 h. Furthermore, such a pocket with its specific handling equipment occupies a space on the ground approximately 30% higher than that occupied by the pocket according to the invention.
  • the bag according to the invention has the following advantages:
  • the homogeneity and the control of the temperature in the treatment compartments and in the outlet compartment are improved, during the periods of setting, as of keeping, in temperature; this allows the temperature of the cast metal to be perfectly controlled, therefore avoiding the loss of metal at the start of casting for non-compliance and increasing the quality of the parts obtained.

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Abstract

Poche comportant un ou plusieurs compartiments pour le traitement en continu de métal liquide, comme l'aluminium ou ses alliages, à l'aide d'un dispositif d'introduction de gaz et de chauffage par thermoplongeur immergé, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de thermoplongeurs de petit diamètre et de puissance unitaire importante répartis dans la poche.

Description

Poche de traitement de métal liquide de faible encombrement
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne une poche de traitement , par flux gazeux, de métal liquide, notamment l'aluminium ou ses alliages mais aussi le magnésium ou ses alliages, de faible encombrement et ayant des performances thermiques ou autres améliorées.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On sait qu'avant de procéder à la mise en forme de produits métallurgiques semi-finis, il est nécessaire de traiter le métal brut liquide pour le débarrasser des gaz dissous et des impuretés non métalliques qui nuiraient à la qualité des pièces coulées.
Ce traitement est habituellement effectué par insufflation d'un gaz approprié, par exemple du type Ar contenant quelques pour-cent de chlore, à l'aide d'un rotor immergé dans le métal liquide lui-même contenu dans une poche de traitement. De plus il est effectué généralement en continu juste avant la coulée elle-même effectuée en continu, la poche pouvant ainsi servir de poche de coulée.
Pour que ce traitement soit le plus efficace et que la coulée s'effectue dans de bonnes conditions il est recommandé d'avoir une très grande homogénéité de température dans le métal liquide et en particulier pendant les périodes à régimes transitoires précédant ou suivant la coulée continue ; ces périodes sont principalement la période de mise en température de la poche avant la coulée, ou de maintien en température de la poche entre deux coulées consécutives.
Une poche comporte un ou plusieurs compartiments de traitement chacun d'eux contenant un rotor d'insufflation de gaz, ce dernier ne pouvant en effet ne traiter qu'un volume déterminé de métal liquide ; souvent les compartiments sont au nombre de deux. La poche peut en outre être équipée d'un compartiment de sortie contigu. Le chauffage des poches peut être effectué à l'aide de parois ou couvercles chauffants, mais un tel dispositif, s'il permet d'avoir des poches d'encombrement réduit, présente l'inconvénient d'avoir un rendement thermique insuffisant, d'être peu efficace et de donner de forts gradients de température dans le métal liquide. De plus les couvercles chauffants peuvent provoquer une pollution accrue de la surface du métal liquide par oxydation et formation de crasses. Les problèmes d'entretien et de nettoyage s.ont en outre importants.
On sait encore que le chauffage peut être effectué à l'aide d'un bloc de graphite immergé dans le métal liquide ; dans le bloc sont insérés des tubes chauffants. Un tel dispositif donne un chauffage insuffisamment efficace, présente des problèmes d'entretien et de qualité du métal dûs à l'emploi du graphite et possède une durée de vie aléatoire liée aussi à l'emploi du graphite.
Le chauffage d'un compartiment de traitement peut aussi être effectué à l'aide d'un seul thermoplongeur comportant une partie chauffante immergée dans le métal liquide et une réhausse en émergeant destinée aux connexions électriques et à sa manutention. Un tel thermoplongeur est généralement constitué, dans sa partie chauffante, d'une résistance électrique noyée dans une substance réfractaire bon conducteur thermique et isolant électrique le tout étant contenu dans une gaine également bon conducteur thermique devant résister au métal liquide. Cette gaine est avantageusement en céramique frittëe, par exemple en sialon, qui résiste bien à VA1 liquide ou à ses alliages. Les thermoplongeurs habituellement utilisés dans cette application ont un fort diamètre généralement d'environ au moins 110 à 200 mm.
Les thermoplongeurs de ce type ont l'avantage de donner un chauffage efficace avec un bon rendement thermique. Néanmoins il subsiste encore des lacunes concernant la rapidité de chauffage, la maîtrise et l'homogénéité des températures dans chacun des compartiments de traitement mais aussi dans le compartiment de sortie, les dimensions de ce dernier n'autorisant pas l'installation de ce type de thermoplongeurs. Les poches équipées de rotor et de ce type de thermoplongeurs à fort diamètre peuvent être exploités de différentes façons.
On peut installer simultanément un thermoplongeur et un rotor dans un compartiment de traitement ; mais dans ce cas on a une capacité de traitement réduite et des problèmes de nettoyage et d'entretien liés à l'encombrement du thermoplongeur et du rotor montés à demeure dans le compartiment, et à l'encrassement du bain de métal liquide.
Aussi la solution, qui semble offrir le meilleur compromis actuel, consiste à installer un thermoplongeur de fort encombrement provisoirement dans un compartiment de traitement pendant les périodes transitoires de maintien ou mise en température du métal liquide puis à le remplacer par le rotor d'insufflation de gaz au moment du traitement et de la coulée. Dans ce cas on conserve l'efficacité et le rendement de chauffage par thermoplongeur sans trop aggraver l'hétérogénéité de température au moment de la coulée (après le remplacement du thermoplongeur par le rotor), et on améliore la capacité de la poche et les problèmes de nettoyage et d'entretien. Cependant ce mode d'exploitation nécessite l'usage d'un portique de manutention qui accroît notablement l'emprise au sol de l'installation, un dispositif de ce type est illustré par exemple dans le brevet français FR 2514370, de plus les performances de ce mode d'exploitation sont limitées à la mesure du type de thermoplongeurs utilisés, comme cela a été vu plus haut.
OBJET DE L'INVENTION
La demanderesse a cherché à résoudre les problèmes d'homogénéité et de maîtrise de la température de la poche dus à l'emploi du type de thermoplongeur décrit précédemment et les problèmes d'exploitation et d'encombrement de la poche liés aussi à l'emploi de ce type de thermoplongeur.
Elle a ainsi recherché une poche de traitement permettant non seulement de conserver le rendement et l'efficacité dûs à l'emploi des thermoplongeurs, mais a encore essayé d'améliorer l'homogénéité thermique du métal liquide pendant les régimes transitoires et pendant la coulée, tout en améliorant la capacité de traitement et les rendements des poches, en diminuant leur encombrement et en réduisant considérablement les problèmes de nettoyage d'entretien et plus généralement d'exploitation.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
L'invention est une poche pour le traitement en continu de métal liquide, comportant .un ou plusieurs compartiments, chaque compartiment de traitement comportant un dispositif d'introduction de gaz de traitement, caractérisée en ce que chaque dit compartiment de traitement comporte en outre au moins un thermoplongeur de petit diamètre et de puissance unitaire importante.
La poche est particulièrement adaptée au traitement de l'aluminium ou de ses alliages, mais également du magnésium ou de ses alliages.
Bien que le thermoplongeur soit de petit diamètre et de puissance importante, ce qui entraîne une puissance dissipée par unité de surface plus importante d'autant, il est inattendu de ne noter aucune brûlure du métal .
Il est cependant avantageux d'utiliser au moins deux thermoplongeurs, voire une pluralité, toujours en présence du dispositif d'introduction de gaz, en particulier pour mieux répartir la charge de chauffage, faciliter les problèmes d'exploitation de la poche et améliorer la qualité du métal coulé.
Les thermoplongeurs et le dispositif d'introduction de gaz sont donc immergés et installés simultanément dans la poche en cours d'exploitation, ce qui évite ainsi de les manipuler à chaque nouvelle coulée.
Un dispositif simple, peut cependant permettre de lever l'ensemble des thermoplongeurs, voire des rotors, pour dégager complètement la surface du bain en vue d'un nettoyage épisodique.
Le traitement est généralement effectué au défilé sur du métal liquide brut circulant en continu dans la poche, provenant d'une installation d'élaboration, le métal traité sortant de la poche pour être directement coulé sous différentes formes : plaques, billettes, bandes, pièces moulées, etc..
Le gaz de traitement est généralement un gaz inerte vis à vis du métal traité, par exemple l'argon, qui peut cependant être additionné d'un gaz réactif, par exemple le chlore, comme cela est bien connu de l'homme du métier.
Le dispositif de l'invention est particulièrement intéressant pour assurer le maintien ou la mise en température de la poche pour des traitements continus ; il est de même bien adapté au traitement par batch.
La poche est généralement de grande capacité, contenant plusieurs tonnes de métal liquide, et peut comporter un ou de préférence plusieurs compartiments de traitement proprement dits, chacun d'eux étant équipés de dispositif d'introduction de gaz, par exemple des rotors immergés et de plusieurs thermoplongeurs (généralement deux ou plus). Elle peut également comporter un compartiment de sortie qui permet de ne couler que du métal propre non pollué par d'éventuelles crasses provenant du traitement ou d'une oxydation superficielle du métal fondu lors du traitement. Mais l'invention s'applique plus généralement à tous les types de poches, y compris à celles de petites dimensions ou aux poches d'essai, avec les mêmes avantages.
Les thermoplongeurs utilisés dans l'invention sont du type à résistance électrique noyée dans un rëfractaire et protégée par une gaine; ils comportent, comme ceux connus de l'art antérieur, une partie chauffante immergée dans le métal liquide réhaussée d'un prolongateur non chauffant et non immergé permettant les connexions électriques et les manutentions ; leur partie chauffante est recouverte d'une gaine avantageusement en céramique frittée, par exemple alumine, zircone, Alon, sialon, oxynitrure mixte (du type MgAlON), itrure, borure, etc., qui résiste bien à l'aluminium liquide et possède une excellente conductibilité thermique comparativement à ceux de l'art antérieur, par contre ils sont d'un encombrement très faible pour une puissance équivalente. Les avantages liés à l'exploitation de la poche selon l'invention sont surtout obtenus avec des thermoplongeurs dont la partie chauffante a un diamètre inférieur à 100 mm; mais l'invention trouve surtout son intérêt quand le diamètre est inférieur à 40 mm, ou mieux encore inférieur à 30 mm.
De plus, compte tenu entre autres du faible diamètre des thermoplongeurs, il est inattendu de pouvoir dissiper une énergie supérieure à 5 kW par mètre de partie chauffante immergée, ou mieux supérieure à 10 kW/m, voire à 20 kW/m, sans que l'on brûle le métal liquide et sans que l'écart de température entre le métal liquide et le thermoplongeur dépasse quelques dizaines de °C.
Il est avantageux que la partie chauffante intéresse toute la hauteur du bain de métal liquide.
Les thermoplongeurs peuvent être installés à proximité (quelques centimètres) de l'intérieur des parois de la poche sans que cela nuise à l'homogénéité de température du métal liquide, y compris pendant les périodes transitoires. En regroupant les thermoplongeurs d'une poche le long d'une même paroi on facilite les problèmes d'entretien et de nettoyage.
Il est également très intéressant que le compartiment de sortie soit équipé d'au moins un thermoplongeur de ce type, la température du métal s'y trouvant pouvant être ainsi amenée de façon précise à la valeur souhaitée. Ceci améliore significativement la qualité thermique du métal liquide, particulièrement lors des périodes transitoires de maintien ou de mise en température et permet d'éviter les ennuis et risques de figeage en début de coulée.
Les thermoplongeurs sont installés en permanence dans les poches pendant les périodes d'exploitation; cependant ils peuvent être fixés sur un dispositif de levage simple, de préférence motorisé et installé à demeure sur la poche, de façon à les retirer ou manipuler facilement pour effectuer les opérations d'entretien de la poche, d'écrémage et de décrassage de la surface du bain. Il est aussi avantageux de monter les thermoplongeurs solidairement sur un seul bâti ou sur un trappon d'accès au bain, actionné par le système de levage, de façon à pouvoir les manipuler ensemble et à faciliter encore les opérations citées ci-dessus.
Des améliorations peuvent aussi être apportées en utilisant ledit dispositif de levage pour lever simultanément le rotor et les thermoplongeurs, ou en installant ledit rotor sur le même bâti ou trappon que les thermoplongeurs.
La fig. 1 permet d'illustrer une poche selon l'invention comportant un seul compartiment de traitement et un compartiment de sortie.
On peut y voir l'enceinte (1) de la poche qui comporte un seul compartiment de traitement (2) séparé par une cloison (3) du compartiment de sortie (4) communiquant par le bas avec le compartiment de traitement (2). L'enceinte (1) peut être constituée d'une enveloppe métallique externe et d'un garnissage rëfractaire interne (non représentés). La poche est alimentée en (5) par le métal brut à traiter, tandis que le métal traité sort en (6) pour être coulé.
Le métal liquide, dont le niveau est représenté par (7), est traité à l'aide d'un dispositif à rotor (8) comportant une conduite (9) pour amener le gaz dans le métal liquide (7). Il est chauffé par une batterie de thermoplongeurs (10) ayant leur partie chauffante (11) immergée et leur rehausse (12) permettant, entre autres, leur connexion électrique (13). De même un thermoplongeur (14) est installé dans le compartiment de sortie (4).
Dans le cas de la figure, on voit que les thermoplongeurs (10, 14) sont installés à proximité d'une même paroi de la poche. Mais il est bien évident qu'ils pourraient être disposés différement si le besoin s'en faisait sentir.
La poche peut avantageusement comporter deux (ou plus) compartiments de traitement du type (2), en vue de traiter un débit de métal plus important. Ils fonctionnent habituellement en série, ou selon toute autre disposition compatible avec les contraintes d'exploitation, et débouchant dans le compartiment de sortie. Chacun des compartiments comporte typiquement un dispositif d'introduction de gaz (rotor par exemple) et deux thermoplongeurs qui suffisent en général à assurer la maîtrise de la température tout en évitant un encombrement exagéré de l'espace intérieur de la poche.
A titre d'illustration de l'invention, une poche ayant une capacité de 4 t d'aluminium, ou de ses alliages, et comportant deux compartiments de traitement et un compartiment de sortie en série a été équipée d'un rotor et de deux thermoplongeurs par compartiment de traitement et d'un thermoplorigeur dans le compartiment de sortie. Les thermoplongeurs sont tous identiques, ont une puissance unitaire de 10 kW, une longueur totale de 1 m, une longueur chauffante de 500 mm et un diamètre extérieur de partie chauffante de 28 mm. Dans une telle poche, les écarts maximums de température ne dépassent pas 5°C et la .température du compartiment de sortie ne s'écartent pas de plus de 5°C de la température de coulée; de plus la durée séparant deux coulées n'excède pas 1 h.
En comparaison dans une poche analogue à deux compartiments, où l'on introduit alternativement dans chaque compartiment, selon l'art antérieur, un thermoplongeur de fort diamètre puis un rotor, les écarts maximum de température sont d'environ 40°C, sans que l'on puisse réguler de façon très précise la température du compartiment de sortie, et la durée entre deux coulées, y compris les temps de changement thermoplongeur/rotor, est d'au moins 2 h. Par ailleurs, une telle poche avec ses engins spécifiques de manutention occupe une place au sol supérieure d'environ 30% à celle occupée par la poche selon l'invention.
Ainsi, la poche selon l'invention présente les avantages suivants :
- elle occupe au sol un emplacement minimum; cet encombrement réduit est dû en particulier à l'absence d'engin de manutention spécifique, nécessaire dans l'art antérieur, pour effectuer, régulièrement en cours d'exploitation, la substitution rotor-thermoplongeur; le gain de place est de l'ordre de 30%; - la durée de mise en température est significativement réduite, non seulement par rapport aux poches chauffées à partir des parois extérieures ou de séparation entre deux compartiments, mais encore par rapport aux poches utilisant un seul thermoplongeur;
- on améliore l'homogénéité et la maîtrise de la température dans les compartiments de traitement et dans le compartiment de sortie, durant les périodes.- de mise, comme de maintien, .en température; ceci permet de maîtriser parfaitement la température du métal coulé donc d'éviter les pertes de métal en début de coulée pour non conformité et d'accroître la qualité,des pièces obtenues.
On note ainsi des écarts maximum de température ne dépassant pas 5°C de sorte qu'il n'est pas nécessaire de surchauffer la poche de métal (ce qui limite notablement l'apparition de crasses) et que les risques de figeage sont quasiment supprimés à la coulée.
- on facilite les opérations d'entretien et de nettoyage de la poche; le démontage des thermoplongeurs n'est pas toujours nécessaire ou est très simplifié grâce à une manutention aisée et rapide des thermoplongeurs permettant d'éviter des arrêts de production.
- la capacité de l'installation est accrue du fait de la simplification des opérations d'exploitation et de la rapidité de mise en température et de son homogénéisation dues à la pluralité de thermoplongeurs dans chaque compartiment de traitement.

Claims

REVENDICATIONS
1) Poche pour le traitement en continu de métal liquide comportant un ou plusieurs compartiments, chaque compartiment de traitement comportant un dispositif d'introduction de gaz de traitement, caractérisée en ce chaque dit compartiment de traitement comporte en outre au moins un
5 thermoplongeur de petit diamètre et de puissance unitaire importante.
2) Poche selon la revendication 1 caractérisée en ce que le métal liquide est choisi parmi l'aluminium ou ses alliages, le magnésium ou ses alliages. 10
3) Poche selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le diamètre des thermoplongeurs est inférieur à 100 mm, de préférence inférieur à 40 mm ou mieux encore inférieur à 30 mm.
'54) Poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la puissance des thermoplongeurs est d'au moins 10 kW par mètre de longueur chauffante immergée et de préférence de 20 kW.
5) Poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ^ ce que les thermoplongeurs sont équipés de gaines en céramique frittée, bon conducteur thermique et résistant bien au métal liquide.
6) Poche selon Tune quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que les thermoplongeurs sont répartis à proximité des parois de la
2$ poche.
7) Poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que ladite poche comprend un compartiment de sortie contenant un thermoplongeur.
30
8) Poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que les thermoplongeurs sont montés sur un système de levage simple. 9) Poche selon la revendication 8 caractérisée en ce que le système de levage comprend ' un trappon d'accès au bain sur lequel les thermoplongeurs sont fixés.
10.Poche selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9 caractérisée en ce que le système de levage comprend le dispositif d'introduction de gaz.
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