EP0728222B1 - Poche de traitement de metal liquide de faible encombrement - Google Patents

Poche de traitement de metal liquide de faible encombrement Download PDF

Info

Publication number
EP0728222B1
EP0728222B1 EP95900816A EP95900816A EP0728222B1 EP 0728222 B1 EP0728222 B1 EP 0728222B1 EP 95900816 A EP95900816 A EP 95900816A EP 95900816 A EP95900816 A EP 95900816A EP 0728222 B1 EP0728222 B1 EP 0728222B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ladle
immersion
ladle according
treatment
compartment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95900816A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0728222A1 (fr
Inventor
Isabelle Ventre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novelis Inc Canada
Original Assignee
Pechiney Rhenalu SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pechiney Rhenalu SAS filed Critical Pechiney Rhenalu SAS
Publication of EP0728222A1 publication Critical patent/EP0728222A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0728222B1 publication Critical patent/EP0728222B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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 gas treatment bag for metal liquid, especially aluminum or its alloys but also magnesium or its alloys, compact and having thermal performance or others improved.
  • This treatment is usually carried out by blowing a gas suitable, for example of the Ar type containing a few percent of chlorine, to using a rotor immersed in the liquid metal itself contained in a processing pocket.
  • a gas suitable for example of the Ar type containing a few percent of chlorine
  • the pocket can thus serve as a ladle.
  • a pocket has one or more treatment compartments, each of them containing a gas insufflation rotor, the latter being unable to treat only a determined volume of liquid metal; often compartments are two in number.
  • the pocket can also be fitted with a adjoining outlet compartment.
  • the bags can be heated using walls or lids heated, but such a device, if it allows pockets compact, has the disadvantage of having a yield insufficient thermal, to be ineffective and to give strong gradients temperature in the liquid metal.
  • the heating covers can cause increased pollution of the liquid metal surface by oxidation and formation of dross. Maintenance and cleaning are also important.
  • heating can be carried out using a block of graphite immersed in liquid metal; in the block are inserted heating tubes.
  • Such a device gives insufficient heating efficient, 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 at using a single immersion heater comprising an immersed heating part in liquid metal and an emerging riser for connections and handling.
  • a single immersion heater comprising an immersed heating part in liquid metal and an emerging riser for connections and handling.
  • Such an immersion heater is generally consisting, in its heating part, of an embedded electrical resistance in a refractory substance that is a good thermal conductor and insulator electric the whole being contained in a sheath also good conductor thermal resistance to liquid metal.
  • This sheath is advantageously in sintered ceramic, for example in sialon, which resists Al well liquid or its alloys.
  • the immersion heaters usually used in this app have a large diameter usually around at least 110 at 200 mm.
  • the pocket comprises a treatment compartment and an outlet compartment, the treatment compartment comprising a single immersion heater and gas introduction using nozzles located in the wall.
  • immersion heaters of this type provide heating efficient with good thermal efficiency.
  • Pockets equipped with rotor and this type of high immersion heaters diameter can be operated in different ways.
  • the Applicant has sought to resolve 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 operating problems and size of the pocket also linked to the use 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 process gas, characterized in that each said processing compartment further comprises at least a small diameter immersion heater with a high unit power.
  • the bag is particularly suitable for the treatment of aluminum or its alloys, but also magnesium or its alloys.
  • the immersion heater is small in diameter and powerful important, which results in a dissipated power per unit area more importantly, it is unexpected not to note any burn of the metal.
  • the immersion heaters and the gas introduction device are therefore submerged and installed simultaneously in the pocket during operation, which thus avoids handling them with each new casting.
  • a simple device can lift all of the immersion heaters, or even rotors, to completely clear the surface of the bath for occasional cleaning.
  • the treatment is generally carried out on parade on raw liquid metal circulating continuously in the pocket, coming from an installation of processing, the treated metal leaving the pocket to be directly cast in different forms: plates, billets, strips, molded parts, etc ...
  • the treatment gas is generally an inert gas with respect to the metal treated, for example argon, which can however be added with a gas reagent, for example chlorine, as is well known to those skilled in the art job.
  • a gas reagent for example chlorine
  • the device of the invention is particularly useful for ensuring maintaining or warming up the bag for treatments continuous; it is likewise well suited to batch processing.
  • the bag is generally of large capacity, containing several tons of liquid metal, and may comprise one or preferably several processing compartments themselves, each of which is equipped with gas introduction device, for example immersed rotors and several immersion heaters (generally two or more). She can also have an outlet compartment that allows only metal to flow clean not polluted by any dross from the treatment or surface oxidation of the molten metal during processing. But the invention applies more generally to all types of pockets, including including those of small dimensions or test pockets, with the same benefits.
  • the immersion heaters used in the invention are of the resistance type electric 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 extension and not submerged allowing electrical connections and handling; their heating part is covered with a sheath advantageously in sintered ceramic, for example alumina, zirconia, Alon, sialon, oxynitride mixed (of the MgAlON type), nitride, boride, etc., which resists well liquid aluminum and has excellent thermal conductivity compared to those of the prior art, however they are of a very small footprint for equivalent power.
  • sintered ceramic for example alumina, zirconia, Alon, sialon, oxynitride mixed (of the MgAlON type), nitride, boride, etc.
  • the heating part prefferably covers the entire height of the liquid metal bath.
  • the immersion heaters can be installed nearby (some centimeters) from the inside of the pocket walls without harming temperature uniformity of the liquid metal, including during transitional periods. By grouping the immersion heaters in one pocket the along the same wall, problems of maintenance and cleaning.
  • the outlet compartment is equipped at least one immersion heater of this type, the temperature of the metal there finding it can thus be brought precisely to the desired value. This significantly improves the thermal quality of the liquid metal, particularly during transitional periods of maintenance or implementation temperature and avoids the troubles and risks of freezing at the start of casting.
  • the immersion heaters are permanently installed in the pockets during periods of operation; however they can be fixed on a simple lifting device, preferably motorized and permanently installed on the pocket, so as to remove or handle them easily to carry out ladle maintenance operations, skimming and scouring of the bath surface.
  • Improvements can also be made using said lifting device for simultaneously lifting the rotor and the immersion heaters, or by installing said rotor on the same frame or trap than immersion heaters.
  • Fig. 1 illustrates a pocket according to the invention comprising a single processing compartment and an outlet compartment.
  • the enclosure (1) of the pocket which has a single compartment treatment (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 a internal refractory lining (not shown).
  • the pocket is supplied with (5) by the raw metal to be treated, while the treated metal leaves in (6) to be sunk.
  • Liquid metal the level of which is represented by (7), is treated with using a rotor device (8) comprising a pipe (9) for bringing the gas in the liquid metal (7). It is heated by a battery of immersion heaters (10) having their immersed heating part (11) and their extension (12) allowing, among other things, their electrical connection (13). Of even an immersion heater (14) is installed in the outlet compartment (4).
  • the immersion heaters (10, 14) are installed near the same wall of the pocket. But it is good obvious that they could be arranged differently if the need arises made you feel.
  • the pocket can advantageously include two (or more) compartments of treatment of type (2), in order to treat a higher metal flow rate. They usually operate in series, or according to any other arrangement compatible with operating constraints, and leading into the outlet compartment. Each of the compartments typically has a gas introduction device (rotor for example) and two immersion heaters which are generally sufficient to ensure control of the temperature while avoiding an excessive congestion of the interior space from the pocket.
  • a gas introduction device rotor for example
  • two immersion heaters which are generally sufficient to ensure control of the temperature while avoiding an excessive congestion of the interior space from the pocket.
  • a bag having a capacity of 4 t aluminum, or its alloys, and comprising two compartments of treatment and an outlet compartment in series was fitted 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 1 m, a heating length of 500 mm and an outside diameter of 28 mm heating part.
  • the maximum deviations of temperature does not exceed 5 ° C and the temperature of the compartment outlet do not deviate by more than 5 ° C from the pouring temperature; of plus the time separating two flows does not exceed 1 h.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Cookers (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

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 sont 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 frittée, par exemple en sialon, qui résiste bien à l'Al 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.
Un dispositif de ce type est décrit dans la demande internationale WO 94/10595 dans laquelle la poche comprend un compartiment de traitement et un compartiment de sortie, le compartiment de traitement comportant un seul thermoplongeur et une introduction de gaz à l'aide de buses situées dans la paroi.
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 maítrise 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 accroít 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 maítrise 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 entraíne 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 intéréssant 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 réfractaire 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), nitrure, 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 réfractaire 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 maítrise 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 thermoplongeur 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 maítrise 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 maítriser parfaitement la température du métal coulé donc d'éviter les pertes de métal en début de coulée pour non conformité et d'accroítre 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 (11)

  1. Poche pour le traitement en continu de métal liquide comportant un ou plusieurs compartiments (2,4) dont optionnellement un compartiment de sortie (4), chaque compartiment de traitement (2) comportant un dispositif d'introduction de gaz de traitement immergé (8) et un thermoplongeur (10), caractérisée en ce que chaque dit compartiment de traitement (2) comporte au moins un thermoplongeur (10) de diamètre inférieur à 100 mm et de puissance spécifique importante d'au moins 5kW par mètre de longueur chauffante immergée (11).
  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.
  3. Poche selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le diamètre des thermoplongeurs (10) est inférieur à 40 mm, de préférence inférieur à 30 mm.
  4. Poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la puissance des thermoplongeurs (10) 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 (10) sont équipés de gaines en céramique frittée, bon conducteur thermique et résistant bien au métal liquide.
  6. Poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que les thermoplongeurs (10) sont répartis à proximité des parois de la poche.
  7. Poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que le compartiment de sortie (4) contient undit thermoplongeur (10).
  8. Poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que les thermoplongeurs (10) sont montés sur un système de levage installé à demeure sur la poche.
  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 (8).
  11. Poche selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisée en ce que le dispositif d'introduction de gaz (8) comprend un rotor immergé.
EP95900816A 1993-11-12 1994-11-08 Poche de traitement de metal liquide de faible encombrement Expired - Lifetime EP0728222B1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9313808 1993-11-12
FR9313808A FR2712217B1 (fr) 1993-11-12 1993-11-12 Poche de traitement de métal liquide de faible encombrement et de performances améliorées.
PCT/FR1994/001305 WO1995013402A1 (fr) 1993-11-12 1994-11-08 Poche de traitement de metal liquide de faible encombrement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0728222A1 EP0728222A1 (fr) 1996-08-28
EP0728222B1 true EP0728222B1 (fr) 1998-01-14

Family

ID=9453006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP95900816A Expired - Lifetime EP0728222B1 (fr) 1993-11-12 1994-11-08 Poche de traitement de metal liquide de faible encombrement

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5494265A (fr)
EP (1) EP0728222B1 (fr)
JP (1) JP3790543B2 (fr)
AU (1) AU680703B2 (fr)
CA (1) CA2176136C (fr)
DE (1) DE69407992T2 (fr)
ES (1) ES2113724T3 (fr)
FR (1) FR2712217B1 (fr)
WO (1) WO1995013402A1 (fr)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6217631B1 (en) 1996-07-17 2001-04-17 C. Edward Eckert Method and apparatus for treating molten aluminum
US6049067A (en) * 1997-02-18 2000-04-11 Eckert; C. Edward Heated crucible for molten aluminum
US5963580A (en) * 1997-12-22 1999-10-05 Eckert; C. Edward High efficiency system for melting molten aluminum
US6069910A (en) * 1997-12-22 2000-05-30 Eckert; C. Edward High efficiency system for melting molten aluminum
JP4248798B2 (ja) * 2002-02-14 2009-04-02 株式会社パイロテック・ジャパン インライン脱ガス装置
US6850551B1 (en) * 2003-08-04 2005-02-01 C. Edward Eckert Electric heater for molten aluminum
DE202007001448U1 (de) * 2007-01-26 2007-03-22 Strikowestofen Gmbh Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung einer Metallschmelze
AU2008218246B2 (en) * 2007-02-23 2012-04-05 Arconic Technologies Llc System and method for in-line molten metal processing using salt reactant in a deep box degasser
WO2008118120A1 (fr) * 2007-03-27 2008-10-02 Alcoa Inc. Ensemble de chauffage et procédé pour traiter un métal fondu
JP2010096401A (ja) * 2008-10-15 2010-04-30 Sanken Sangyo Co Ltd 非鉄金属溶解炉

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US372447A (en) * 1887-11-01 Charles batchbloe
US2408467A (en) * 1944-11-10 1946-10-01 Reconstruction Finance Corp Conditioning molten metal
US3724447A (en) * 1971-10-27 1973-04-03 Aluminum Co Of America Immersion heater
US4021026A (en) * 1974-12-23 1977-05-03 Union Carbide Corporation Protection for externally heated cast iron vessel used to contain a reactive molten metal
FR2514370B1 (fr) * 1981-10-14 1989-09-29 Pechiney Aluminium Dispositif pour le traitement, au passage, d'un courant de metal ou alliage liquide a base d'aluminium ou de magnesium
US4705260A (en) * 1982-06-04 1987-11-10 Republic Steel Corporation Furnace for heating and melting zinc
DE3512868A1 (de) * 1985-04-04 1986-10-09 W. Strikfeldt & Koch Gmbh, 5276 Wiehl Ofen, insbesondere schmelz- oder warmhalteofen fuer metall
US4961563A (en) * 1989-06-12 1990-10-09 Inco Alloys International, Inc. Tundish for ingot pouring
JP2981282B2 (ja) * 1990-11-28 1999-11-22 三井金属鉱業株式会社 金属濾過装置のドロス除去装置

Also Published As

Publication number Publication date
CA2176136A1 (fr) 1995-05-18
FR2712217A1 (fr) 1995-05-19
JPH09509218A (ja) 1997-09-16
US5494265A (en) 1996-02-27
CA2176136C (fr) 2000-11-07
FR2712217B1 (fr) 1995-12-22
JP3790543B2 (ja) 2006-06-28
DE69407992T2 (de) 1998-07-30
AU680703B2 (en) 1997-08-07
EP0728222A1 (fr) 1996-08-28
DE69407992D1 (de) 1998-02-19
AU8148094A (en) 1995-05-29
WO1995013402A1 (fr) 1995-05-18
ES2113724T3 (es) 1998-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0728222B1 (fr) Poche de traitement de metal liquide de faible encombrement
JP4248798B2 (ja) インライン脱ガス装置
EP0170600B1 (fr) Poche de chloruration d'alliages d'aluminium destinée à éliminer le magnésium
EP0528025B1 (fr) Four de fusion en continu de melanges d'oxydes par induction directe a haute frequence a temps d'affinage tres court et a faible consommation en energie
CA1193096A (fr) Dispositif pour le traitement, au passage, d'un courant de metal ou alliage liquide a base d'aluminium ou de magnesium
EP1527213B1 (fr) Procede et systeme de refroidissement d une cuve d electrolyse pour la production d aluminium
CA2328768C (fr) Cuve d'electrolyse ignee pour la production d'aluminium par le procede hall-heroult comprenant des moyens de refroidissement
EP0875319B1 (fr) Répartiteur de coulée continue des métaux, du type comportant au moins une torche à plasma pour le réchauffage du métal
EP0725840B1 (fr) Poche de filtration de metal liquide sur medium filtrant, a chauffage ameliore
FR2767081A1 (fr) Procede de rechauffage d'un metal liquide dans un repartiteur de coulee continue au moyen d'une torche a plasma, et repartiteur pour sa mise en oeuvre
WO1996016193A1 (fr) Dispositif de degazage et de separation des inclusions dans un bain de metal liquide
RU2260074C1 (ru) Способ очистки ковшей для выливки и транспортировки алюминия
FR2800097A1 (fr) Procede de fabrication de metaux alcalino-terreux en four cylindrique mobile dans le plan vertical chauffe par l'effet joule dans des barreaux graphite places dans des encoches faites dans le creuset en beton refractaire
WO2000003045A1 (fr) Procede de filtration en ligne d'un metal liquide et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
BE671580A (fr)
RU2092760C1 (ru) Печь для рафинирования магния
BE851926A (fr) Four electrique a resistance
BE861520A (fr) Perfectionnements aux recipients metallurgiques
FR2851578A1 (fr) Dispositif de purification par degazage d'un metal liquide
BE628813A (fr)
EP0410829A1 (fr) Procédé de chauffage d'un bain métallique
CH396423A (fr) Cuve électrolytique pour la production d'aluminium
FR2811071A1 (fr) Four a thermoplongeurs electriques pour le chauffage a coeur de metal liquide non ferreux
FR2775485A1 (fr) Procede de fabrication de metaux alcalino-terreux, en four cylindrique a axe horizontal, mobile verticalement, avec creuset graphite chauffe par induction
WO1983000646A1 (fr) Dispositif de refroidissement pour fil machine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19960523

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BE DE ES FR GB IT NL

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

17Q First examination report despatched

Effective date: 19961216

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): BE DE ES FR GB IT NL

REF Corresponds to:

Ref document number: 69407992

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19980219

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: ING. A. GIAMBROCONO & C. S.R.L.

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19980402

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2113724

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: TP

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732E

NLS Nl: assignments of ep-patents

Owner name: NOVELIS INC.

Effective date: 20080327

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: PC2A

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: CL

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: AU

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20131127

Year of fee payment: 20

Ref country code: FR

Payment date: 20131118

Year of fee payment: 20

Ref country code: DE

Payment date: 20131127

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20131126

Year of fee payment: 20

Ref country code: BE

Payment date: 20131128

Year of fee payment: 20

Ref country code: ES

Payment date: 20131126

Year of fee payment: 20

Ref country code: NL

Payment date: 20131126

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 69407992

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 69407992

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: V4

Effective date: 20141108

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: PE20

Expiry date: 20141107

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20141107

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20150826

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20141109