FR2529230A1 - METHOD AND APPARATUS FOR DEGASSING METAL FUSION BATH AND / OR REMOVING NON-METALLIC IMPURITIES FROM THESE BATHS - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE ET UN APPAREILLAGE DE DEGAZAGE DE BAINS METALLIQUES EN FUSION ET D'ENLEVEMENT D'IMPURETES NON METALLIQUES. LE PROCEDE CONSISTE A ENVOYER DES GAZ DE BALAYAGE 5 SOUS LA OU LES OUVERTURE(S) INFERIEUR(S) D'UNE OU PLUSIEURS CONDUITE(S) 2 DE CARTER CONTENANT UN OU PLUSIEURS ELEMENT(S) MELANGEUR(S) STATIQUE(S) ETOU DES ELEMENTS GIRATOIRES ET REMPLIS AVEC LA MASSE METALLIQUE EN FUSION FIXE OU EN MOUVEMENT ET AUSSI, FACULTATIVEMENT, AU MOINS PARTIELLEMENT PAR DES PRODUITS DE REMPLISSAGE D'ESPACE; LE METAL FONDU EST FACULTATIVEMENT MIS EN MOUVEMENT OU BIEN SA VITESSE EST MODIFIEE PAR LE COURANT GAZEUX ASCENDANT DANS LA CONDUITE 2 OU BIEN SUR LES ELEMENTS STATIQUES OU ENCORE PAR INDUCTION D'UN COURANT D'INDUCTION 12.THE SUBJECT OF THE INVENTION IS A PROCESS AND APPARATUS FOR DEGASING METAL FUSION BATHS AND REMOVING NON-METALLIC IMPURITIES. THE PROCESS CONSISTS OF SENDING SCAN GAS 5 UNDER THE LOWER OPENING (S) OF ONE OR MORE CRANKCASE DUCT (S) 2 CONTAINING ONE OR MORE STATIC MIXING ELEMENT (S) ALSO GIRATORY ELEMENTS FILLED WITH METAL MASS IN FIXED OR MOVING MELTING AND ALSO, OPTIONALLY, AT LEAST PARTLY BY SPACE FILLING PRODUCTS; THE MELTED METAL IS OPTIONALLY SET IN MOTION OR ITS SPEED IS MODIFIED BY THE UPWARD GAS CURRENT IN DUCT 2 OR ON STATIC ELEMENTS OR BY INDUCTION OF AN INDUCTION CURRENT 12.
Description
La présente invention concerne un procédé et un appareillage de dégazageThe present invention relates to a degassing method and apparatus
de bains de fusion métalliques et/ou d'enlèvement d'impuretés non métalliques de ces bains. On connaît plusieurs procédés de dégazage de bains de fusion métalliques au cours desquels on réduit metal melting baths and / or removal of non-metallic impurities from these baths. Several methods of degassing metal fusion baths during which
la pression partielle des gaz à éliminer dans l'atmos- the partial pressure of the gases to be eliminated in the atmosphere
phère gazeuse qui est en contact avec le bain de fusion, gaseous sphere that is in contact with the melt,
pour promouvoir ainsi, par un changement de l'état d'é- to promote, in this way, by a change in the state of
quilibre, leur sortie du bain de fusion Ainsi, l'oxygène par exemple est éliminé des bains de fusion de métaux equilibrium, their exit from the melt So, for example, oxygen is removed from the molten metal baths
appartenant au Groupe VIII de la Classification Pério- belonging to Group VIII of the Periodic Classification
dique des Eléments La réduction de la pression partielle peut se faire, par exemple, par réduction de la pression atmosphérique, c'est-à-dire en appliquant le vide ou en The reduction of the partial pressure can be done, for example, by reducing the atmospheric pressure, that is to say by applying the vacuum or by
laissant entrer un courant d'un gaz inerte Cette der- letting in a stream of an inert gas This last
nière opération peut se faire, par exemple, par barbotage operation can be done, for example, by bubbling
à travers le gaz inerte.through the inert gas.
Quand on utilise un gaz inerte, l'efficacité When using an inert gas, the efficiency
d'enlèvement dépend de la dimension des surfaces en con- removal depends on the size of the surfaces in
tact des phases ainsi que de la durée du contact des phases Pour pouvoir obtenir l'efficacité maximale et the phases as well as the duration of the phase contact In order to obtain maximum efficiency and
une consommation minimale de gaz inerte, on doit s'assu- minimum consumption of inert gas, one must be sure
rer que le gaz à éliminer du bain de fusion et le gaz that the gas to be removed from the melt and the gas
inerte d'environnement dans l'atmosphère sont en équi- inert environment are in equilibrium.
libre ou au moins dans un état proche de l'équilibre. free or at least in a state close to equilibrium.
L'introduction d'une quantité aussi faible que possible de gaz inerte est d'une importance primordiale car ce gaz introduit, s'Il n'est pas préchauffé, risque de The introduction of as little as possible of inert gas is of paramount importance because this introduced gas, if it is not preheated, risks
refroidir le bain de fusion.cool the melt.
Un procédé et un appareillage pour l'introduc- A method and apparatus for introducing
tion de gaz assurant une surface de contact importante ont déjà été décrite dans les brevets US-PS 3 227 547, US-PS 3 743 263 et US-PS 3 870 511 Selon le premier de ces brevets, on introduit un gaz inerte comprimé (argon, -2 - xénon, hélium, azote ou krypton) au-dessous de la surface du métal fondu à un débit permettant de dépasser le débit d'alimentation de 0,3 m 3/h à travers l'ouverture ayant un diamètre inférieur à 20 mm, alors qu'on maintient entre le gaz qui sort de l'ouverture et la masse métallique en fusion un mouvement relatif d'au moins 0,9 m/s et pouvant atteindre 9 m/s par suite-de l'effet de cisaillement qui se développe, de sorte que le gaz est dispersé en bulles ayant 10 mm de diamètre et ce gaz remonte dans la masse fondue Les deux derniers brevets cités décrivent un équipement qui convient pour la mise en oeuvre dudit In accordance with the first of these patents, a compressed inert gas is introduced (US Pat. No. 3,227,547, US Pat. No. 3,743,263 and US Pat. No. 3,870,511). argon, -2-xenon, helium, nitrogen or krypton) below the surface of the molten metal at a rate to exceed the feed rate of 0.3 m 3 / h through the opening having a smaller diameter at 20 mm, while maintaining between the gas leaving the opening and the molten metal mass a relative movement of at least 0.9 m / s and up to 9 m / s as a result of the shearing effect that develops, so that the gas is dispersed in bubbles having 10 mm in diameter and this gas back into the melt The last two patents cited describe equipment that is suitable for the implementation of said
procédé, c'est-à-dire qu'ils décrivent un procédé simi- process, that is, they describe a similar process
laire selon lequel dans une cuve fermée, qui peut être sous pression, un rotor présentant des pales ou ailettes est raccordé de façon stable à l'arbre qui tourne dans la cuve Ce rotor comporte une série de canaux verticaux entre les pales Le gaz inerte ayant été comprimé sur la partie supérieure de l'arbre en rotation, arrive par les wherein in a closed vessel, which may be under pressure, a rotor having blades or vanes is stably connected to the rotating shaft in the vessel. The rotor comprises a series of vertical channels between the blades. compressed on the upper part of the rotating tree, arrives by
canaux verticaux du rotor plongés dans la masse métalli- vertical rotor channels immersed in the metallic mass
que en fusion, sous forme de petites bulles sur la masse fondue du métal alors que la vitesse relative, de 0,9 à as molten, in the form of small bubbles on the metal melt while the relative velocity, from 0.9 to
9,0 m/s entre le gaz inerte introduit et la masse métal- 9.0 m / s between the introduced inert gas and the metal mass
lique en fusion, est obtenue par le mouvement rotatif du melting, is obtained by the rotary motion of the
rotor, en même temps que les pales sur le rotor produi- at the same time as the blades on the rotor produced
sent un courant intense si bien que pratiquement toute have an intense current so that almost
la masse vient en contact avec les bulles gazeuses. the mass comes into contact with the gaseous bubbles.
Dans les procédés et matériels décrits, les besoins spécifiques en gaz inerte sont de 0,3 à 2,5 Nm 3 pour In the processes and materials described, the specific requirements for inert gas are 0.3 to 2.5 Nm 3 for
1 tonne de masse métallique en fusion. 1 ton of molten metal mass.
Selon lesdites descriptions, le rotor est cons- According to said descriptions, the rotor is
truit de préférence en un matériau inoxydable ou résis- truit preferably of a stainless or resistant material
tant à la chaleur, tel que le graphite ou le carbure de heat, such as graphite or carbide
silicium En général, dans les circonstances industriel- In general, in industrial circumstances,
les, un rotor en un matériau inoxydable possède une ré- a rotor made of a stainless material has a
sistance suffisante Toutefois, pour purifier le bain de -3- fusion métallique simultanément avec son dégazage, on utilise fréquemment des gaz chimiquement actifs qui réagissent avec les impuretés, par exemple le chlore gazeux Dans ce cas, il est impossible d'utiliser un matériau inoxydable comme matériau structural en raison de la température de la masse de métal fondu Il ne However, in order to purify the metal-melt bath simultaneously with its degassing, chemically active gases which react with the impurities, for example chlorine gas, are frequently used. In this case, it is impossible to use a stainless material. as structural material because of the temperature of the molten metal mass it does not
résiste pas à l'atmosphère de chlore, il devient cor- not withstand the chlorine atmosphere, it becomes
rodé, devient fortement détérioré et les produits de corrosion contaminent également le métal en fusion Un rotor en graphite ou en un autre matériau résistant à la chaleur peut résister à l'atmosphère de chlore mais il ne supporte pas très bien les charges développées dans des cas extrêmes d'une opération industrielle (fluctuations thermiques soudaines, etc) et, selon les expériences pratiques, un rotor en graphite est ingrained, strongly deteriorated and corrosion products also contaminate the molten metal A graphite rotor or other heat resistant material can withstand the chlorine atmosphere but does not withstand the loads developed in some cases extremes of an industrial operation (sudden thermal fluctuations, etc.) and, according to practical experience, a graphite rotor is
détruit en quelques semaines ou mois. destroyed in a few weeks or months.
La présente invention vise à mettre au point The present invention aims to develop
un procédé et un appareillage dont les performances se- a process and apparatus whose performance
raient exemptes des inconvénients précités. would be free from the aforementioned drawbacks.
Le procédé et l'appareillage selon l'invention sont fondés sur le fait que, si l'on introduit un gaz de The method and the apparatus according to the invention are based on the fact that, if one introduces a gas of
balayage sous la conduite de carter contenant les élé- sweep under the casing duct containing the ele-
ments en mélange statique ou les éléments tourbillonnai- in static mixing or swirling elements
res connus, le gaz qui passe à cet endroit devient dis- known, the gas passing through this area becomes
persé et au cours de sa montée, il entraîne la masse métallique en fusion vers le haut Le courant du métal en fusion qui débute de cette façon est tellement intense que l'on peut abandonner les stades de mélange précédemment décrits L'écoulement du métal en fusion peut être rehaussé également par un procédé différent, sans utiliser d'agitateurs mécaniques, par exemple en During its rise, it causes the molten metal mass to rise upwards. The current of the molten metal which starts in this way is so intense that the mixing stages previously described can be abandoned. melting can also be enhanced by a different process, without the use of mechanical stirrers, for example
produisant un courant d'induction dans la masse métal- producing an induction current in the metal mass
lique en fusion; par suite du mouvement turbulent des bulles, le métabolisme entre le gaz actif et le sel métallique sur l'élément giratoire augmente à un degré -4- melting liquor; as a result of the turbulent movement of the bubbles, the metabolism between the active gas and the metal salt on the gyratory element increases to a degree of
tel qu'on peut obtenir un effet de mélange et de purifi- such that a mixing and purifying effect can be achieved
cation, respectivement, de façon surprenante en utilisant cation, respectively, surprisingly using
une quantité beaucoup plus faible de gaz. a much smaller amount of gas.
En conséquence, le procédé selon l'invention peut être résumé par la caractéristique suivante: les gaz de balayage sont admis sous l'ouverture inférieure de la ou des conduites du carter contenant le ou les éléments en mélange statique et/ou les éléments giratoires remplis Consequently, the process according to the invention can be summarized by the following characteristic: the flushing gases are admitted under the lower opening of the casing duct or ducts containing the static mixing element or elements and / or the whirling elements filled
avec la masse métallique fondue en mouvement ou en écou- with the molten metallic mass in motion or in
lement et aussi facultativement remplis au moins par- also optionally filled at least by
tiellement avec des profilés de remplissage d'espace et de façon facultative, la masse métallique en fusion est entraînée en un mouvement d'écoulement ou bien sa vitesse With space filling profiles, and optionally, the molten metal mass is driven into a flow movement or its speed.
d'écoulement est modifiée par le courant gazeux s'écou- of flow is modified by the gaseous flow of
lant vers le haut dans la conduite de carter ou sur les éléments de mélange statique et/ou en établissant un up in the crankcase or on the static mixing elements and / or
flux d'induction.induction flow.
Selon un mode de réalisation préféré de l'inven- According to a preferred embodiment of the invention,
tion, le courant gazeux ascendant est dispersée en the ascending gas stream is dispersed in
bulles.bubbles.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le courant gazeux passe par une ou plusieurs According to another preferred embodiment of the invention, the gas stream passes through one or more
ouvertures ayant un diamètre inférieur à 10 mm. openings having a diameter of less than 10 mm.
Il est également avantageux de faire passer le courant gazeux vers le haut à travers la conduite de carter contenant les éléments en mélange statique ou les éléments giratoires qui définissent, en alternance, It is also advantageous to pass the gas stream upwards through the casing pipe containing the elements in static mixture or the gyratory elements which define, alternately,
des espaces étranglés et des espaces en évasement. strangled spaces and flaring spaces.
Selon un autre mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, le courant gazeux ascendant est dirigé à travers une conduite de carter formée avec un tronçon rétréci de convergence dans le bas et/ou un According to another preferred embodiment of the method according to the invention, the ascending gas stream is directed through a casing duct formed with a narrowed section of convergence at the bottom and / or a
tronçon de diffusion avec évasement sur le haut. diffusion section with flaring on the top.
On peut exécuter le procédé selon l'invention en The method according to the invention can be carried out
réglant le courant du bain de fusion métallique à contre- regulating the flow of the molten metal bath against
courant par rapport aux gaz introduits. current relative to the introduced gases.
-5- La caractéristique essentielle de l'appareillage -5- The essential characteristic of the equipment
selon l'invention est que dans la masse métallique fon- according to the invention is that in the metallic mass
due en mouvement ou en écoulement, on prévoit une ou plusieurs conduites de carter renfermant un ou plusieurs éléments statiques de mélange et/ou éléments giratoires montés au-dessus de la ou des ouvertures d'entrée de gaz due to movement or flow, provision is made for one or more crankcase ducts enclosing one or more static mixing elements and / or gyratory elements mounted above the gas inlet opening (s).
et, de façon facultative, on prévoit des éléments de rem- and, optionally, provision is made for
plissage d'espace qui remplissent au moins partiellement les conduites de carter contenant les éléments statiques de mélange et/ou les éléments giratoires et on prévoit aussi facultativement des moyens pour créer un flux d'induction. space crimping which at least partially fill the crankcase ducts containing the static mixing elements and / or the gyratory elements and optional means are also provided for creating an induction flow.
Selon un mode de réalisation préféré de l'appa- According to a preferred embodiment of the appa-
reillage selon l'invention, l'axe de la conduite de carter est orienté verticalement ou bien s'écarte vers according to the invention, the axis of the crankcase is oriented vertically or deviates towards
le bas de la verticale selon un angle inférieur à 50 . the bottom of the vertical at an angle less than 50.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l'appareillage selon l'invention, entre la conduite de carter et les éléments giratoires montés dans celle-ci, des espaces qui se rétrécissent et s'élargissent en According to another preferred embodiment of the apparatus according to the invention, between the casing duct and the rotating elements mounted therein, spaces which narrows and widens in
alternance sont formés.alternation are formed.
Un autre mode de réalisation préféré de l'appa- Another preferred embodiment of the apparatus
reillage selon l'invention, consiste en ce que la con- according to the invention, consists in that the
duite de carter contenant les éléments giratoires pré- crankcase containing the gyratory elements
sente une partie de convergence plus étroite dans le bas et/ou une partie de diffusion qui s'évase vers le haut. Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, entre les éléments statiques en mélange et la ou les parois de l'appareillage, on trouve des feels a narrower convergence portion at the bottom and / or a diffusion portion that flares upwards. According to another preferred embodiment of the invention, between the static elements in mixture and the wall or walls of the apparatus, there are
espaces qui se rétrécissent et s'évasent, en alternance. spaces that narrow and flare, alternately.
Selon un autre mode de réalisation de l'appa- According to another embodiment of the
reillage de l'invention, les éléments de remplissage reillage of the invention, the filling elements
d'espace sont formés, de préférence, avec le même maté- of space are preferably formed with the same material
riau que les éléments statiques de mélange ou les -6- éléments giratoires, ce matériau étant un métal, un alliage métallique ou une matière céramique qui résiste than the static mixing elements or the gyratory elements, this material being a metal, a metal alloy or a ceramic material which resists
à la masse métallique en fusion.to the molten metal mass.
L'invention va maintenant être décrite en détail en se référant aux dessins annexés, sur lesquels The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which
La Figure 1 est une vue schématique d'un appa- Figure 1 is a schematic view of a
reillage à fonctionnement discontinue et servant à la purification d'un bain de fusion métallique, la conduite discontinuous operation and used for the purification of a metal melt, driving
de carter contenant les parties convergentes et de diffu- crankcase containing the converging and diffusing parts
sion, alors que les éléments statiques de mélange créent en alternance des espaces qui se rétrécissent et qui s'élargissent; Les Figures 2 et 3 sont des vues schématiques de l'équipement de purification du métal en fusion en fonctionnement continu, les éléments statiques de mélange formant en alternance des espaces qui se rétrécissent et qui s'élargissent, alors que les éléments de remplissage d'espace selon l'invention sont également représentés sur la Figure 3; et sion, while the static elements of mixing create alternating spaces that shrink and widen; Figures 2 and 3 are schematic views of the continuous operation molten metal purification equipment, the static mixing elements alternately forming narrowing and widening spaces, while the filler elements space according to the invention are also shown in Figure 3; and
La Figure 4 est une vue schématique d'un appa- Figure 4 is a schematic view of a
reillage de purification de la masse métallique en fusion à fonctionnement continu, comportant deux conduites de purification network of the continuously operating molten metal mass, comprising two
carter contenant les éléments giratoires munis de par- crankcase containing the gyratory elements provided with
ties de convergence et de diffusion, respectivement, la masse métallique fondue et le gaz de nettoyage circulant convergence and diffusion, respectively, the molten metal mass and the flushing cleaning gas
en équicourant.by equicurrent.
Comme on peut le voir à la Figure 1, dans un appareillage ouvert à fonctionnement discontinu pour As can be seen in Figure 1, in a discontinuous open apparatus for
purifier un bain de fusion métallique, la masse métal- to purify a metal melt, the metal mass
lique fondue 6 est introduite à travers l'entrée 4 dans un récipient 1 Au centre du récipient, la conduite de The molten liquid 6 is introduced through the inlet 4 into a container 1.
carter 2 montée verticalement est remplie avec les élé- casing 2 vertically mounted is filled with the ele-
ments 3 de mélange statique et comporte une partie de convergence 13 et une partie de diffusion 14 Cette conduite de carter peut occuper une position s'écartant -7- 3 and a convergence part 13 and a diffusion part 14 This housing duct can occupy a position deviating -7-
de la verticale mais d'un angle ne dépassant pas 500. from the vertical but at an angle not exceeding 500.
Au-dessous de l'ouverture inférieure de la conduite de Below the lower opening of the pipe of
carter, est prévue une entrée 5 pour le gaz de balayage. casing, is provided an inlet 5 for the flushing gas.
Sur la partie extérieure du récipient, une bobine d'in- On the outside of the container, a coil of
duction 12 est facultativement installée. duction 12 is optionally installed.
Dans le récipient de l'appareillage à fonction- In the container of the apparatus with
nement continu pour la purification du métal en fusion (Figure 2), la masse métallique en fusion 6 est divisée en deux moitiés par une cloison 9 Le récipient 1 est muni d'un couvercle 7 Sur le récipient, on a prévu l'entrée 4 de la masse métallique en fusion et une sortie 8 pour la décharge de la masse métallique fondue purifiée Sur un côté de la cloison 9, sont disposés les éléments statiques de mélange 3 alors que sur l'autre côté de la cloison, est installée l'entrée 5 du gaz de balayage. Le récipient représenté à la Figure 3 est un récipient ouvert en U ayant un arbre de rétrécissement et d'élargissement Dans l'arbre rétréci, on trouve l'entrée 4 du métal en fusion, les éléments 3 de mélange Continuously for the purification of the molten metal (Figure 2), the molten metal mass 6 is divided into two halves by a partition 9 The container 1 is provided with a lid 7 On the container, the inlet 4 is provided of the molten metal mass and an outlet 8 for the discharge of the purified molten metal mass On one side of the partition 9, are arranged the static mixing elements 3 while on the other side of the partition, is installed the inlet 5 of the flushing gas. The container shown in FIG. 3 is an open U-shaped container having a shrinking and widening shaft. In the narrowed shaft, there is the inlet 4 of the molten metal, the mixing elements 3
statique et les éléments de remplissage d'espace; au- static and space filling elements; au
dessous des éléments de mélange statique 3, une entrée est prévue pour l'admission du gaz de balayage Dans l'arbre plus large du récipient, on peut agencer la below the static mixing elements 3, an inlet is provided for the admission of the purge gas. In the larger shaft of the container, the
décharge 8 pour le bain de fusion métallique purifié. discharge 8 for the purified metal melt.
Dans le récipient 1, selon la Figure 4, recou- In the container 1, according to Figure 4,
vert par le convercle 7 et divisé en deux par la cloi- green by the converge 7 and divided in two by the
son 9, on a prévu des deux côtés de la cloison 9 une conduite de carter 2 Au-dessus de l'une des conduites 2, est agencée l'entrée 4 du métal en fusion, ladite conduite de carter étant pourvue d'un diffuseur 14 sur le haut et étant remplie d'éléments giratoires 11 agencés coaxialement par rapport à l'axe de la conduite 9, there is provided on both sides of the partition 9 a casing duct 2 Above one of the ducts 2 is arranged the inlet 4 of the molten metal, said casing duct being provided with a diffuser 14 on the top and being filled with gyratory elements 11 arranged coaxially with respect to the axis of the pipe
de carter L'autre conduite de carter 2 comporte l'élé- The other crankcase 2 comprises the
ment de convergence 13 et les axes des éléments giratoires -8- à l'intérieur de la conduite définissant un angle avec l'axe de la conduite de carter 2 au-dessus; la décharge 8 du métal fondu purifié est également prévue à cet endroit Au-dessous des deux conduites de carter 2, est agencée l'entrée 5 pour le gaz de balayage Dans les espaces du récipient divisé en deux par la cloison converging element 13 and the axes of the rotating elements -8- inside the pipe defining an angle with the axis of the casing duct 2 above; the discharge 8 of the purified molten metal is also provided at this location. Below the two casing ducts 2, the inlet 5 for the flushing gas is arranged. In the spaces of the container divided in two by the partition
9, est placée la masse métallique fondue 6. 9, is placed the molten metal mass 6.
Dans le cas de l'appareillage ouvert à fonction- In the case of open equipment operated
nement discontinu pour nettoyer la masse métallique fon- intermittently to clean the metal mass
due, cette masse métallique fondue devant être nettoyée due, this molten metal mass to be cleaned
est introduite par l'entrée 4 dans le récipient 1. is introduced through the inlet 4 into the container 1.
L'entrée 5 d'introduction du gaz de balayage, au-dessous de l'ouverture inférieure de la conduite de carter 2, permet l'admission d'un gaz inerte et/ou actif vers la masse métallique fondue 6 Le gaz de balayage s'écoule vers le haut dans la conduite 2 à travers les éléments statiques de mélange 3 et, pendant ce temps, ce gaz est dispersé en minuscules bulles Le courant de bulles qui progressent vers le haut entralne la masse métallique The inlet 5 for introducing the purge gas, below the lower opening of the casing duct 2, allows the admission of an inert and / or active gas to the molten metal mass 6 The flushing gas flows upwards in the pipe 2 through the static mixing elements 3 and, during this time, this gas is dispersed in tiny bubbles. The stream of bubbles which progress upwards entralne the metal mass
fondue et il en résulte que cette masse fondue est éga- melted and it follows that this melt is also
lement dirigée vers le haut dans la conduite de carter 2 A l'extérieur de la conduite de carter 2, un courant plus lent de métal en fusion dirigé vers le bas est établi, pouvant entraîner les plus petites bulles Le In the casing duct 2, outside the casing duct 2, a slower flow of molten metal directed downwards is established, which can cause the smaller bubbles.
courant de la masse métallique fondue peut être amé- current of the molten metal mass can be
lioré par le courant provoqué par la bobine d'induc- due to the current caused by the induction coil
tion 12 Sous l'effet des espaces en rétrécissement et en élargissement, respectivement, dans la conduite de 12 Under the effect of narrowing and widening spaces, respectively, in the conduct of
carter en accélération, des courants ralentis sont éta- crankcase in acceleration, slow currents are
blis en conséquence et par suite de l'emplacement du contact des courants, une forte turbulence peut être therefore, and as a result of the location of the contact of the currents, a strong turbulence may be
observée dont les bulles sont désintégrées et provo- observed whose bubbles are disintegrated and provoked
quent un effet de balayage plutôt intense A partir du courant de fusion dirigé vers le bas et contenant des bulles minuscules d'impuretés non métalliques, ces -9- impuretés forment un sédiment ou bien elles flottent à Instead of a relatively intense sweeping effect from the downwardly directed melting stream containing minute bubbles of non-metallic impurities, these impurities form a sediment or float at
la surface ensemble avec les minuscules bulles métalli- the surface together with the tiny metallic bubbles
ques Au moyen du courant qui circule dans la bobine d'induction 12, le courant métallique fondu peut être maintenu après l'arrêt de l'admission du gaz de bala- By means of the current flowing in the induction coil 12, the molten metal stream can be maintained after stopping the inlet of the balancing gas.
yage On peut donc promouvoir le flottement des impure- So we can promote the floating of impure-
tés non métalliques.nonmetallic tees.
La masse métallique fondue devant être purifiée et qui est introduite par l'entrée 4 dans le récipient 1 de l'appareillage à fonctionnement continu servant à purifier la masse métallique, le récipient étant divisé en deux par la cloison 9, s'écoule d'abord vers le haut à contre-courant par rapport aux éléments statiques de mélange 3 en regard du courant de gaz de balayage qui The molten metal mass to be purified and which is introduced through the inlet 4 into the container 1 of the continuously operating apparatus for purifying the metal mass, the container being divided in two by the partition 9, flows from first upwardly against the current relative to the static mixing elements 3 opposite the flushing gas stream which
est admis par l'entrée 5 et s'écoule vers le haut En- is admitted through entry 5 and flows upwards
suite, la masse métallique fondue 6 s'écoule dans l'au- following, the molten metal mass 6 flows into the
tre espace du récipient 1 de l'autre côté de la cloison 9 et commence à descendre lentement Pendant ce temps, les impuretés non métalliques flottent au sommet du space of the container 1 on the other side of the partition 9 and begins to descend slowly During this time, the non-metallic impurities float at the top of the
bain de fusion Le bain de fusion métallique purifié- melt The purified metal melt
sort de l'installation par la décharge 8. out of the installation by the discharge 8.
L'écoulement vers l'extérieur du gaz de balayage The outward flow of the flushing gas
n'est pas représenté sur le dessin - is not represented on the drawing -
Dans l'appareillage ouvert à fonctionnement con- In open equipment with
tinu pour purifier la masse métallique fondue (Figure 3), entre les éléments statiques de mélange 3, sont disposés des éléments de remplissage d'espace sur lesquels les impuretés non métalliques de la masse fondue peuvent être déposées Par ailleurs, l'appareillage fonctionne de la même façon que celui qui a été décrit à propos de In order to purify the molten metal mass (FIG. 3), between the static mixing elements 3 space filling elements are arranged on which the non-metallic impurities of the melt can be deposited. the same way that was described about
la Figure 2.Figure 2.
La masse métallique fondue chargé dans l'appa- The molten metal mass loaded into the
reillage clos à fonctionnement continu pour purifier la masse métallique fondue (Figure 4) à travers l'entrée 4 de métal fondu, arrive à une moitié du récipient 1 - comportant la cloison 9 et commence à descendre autour de la conduite de carter 2 Le gaz de balayage admis dans la conduite 2 par l'entrée 5 monte à travers les éléments giratoires 11 d'o un scindement considérable des bulles gazeuses Dans la conduite de carter, l'écoulement de la masse fondue métallique est plus lent que dans le cas d'un écoulement en équicourant et par conséquent la durée de contact est également plus longue; la durée prolongée de contact ainsi que la plus grande interface entre la masse métallique fondue et le gaz, interface formée par les bulles gazeuses minuscules, provoquent un dégazage relativement intense et rapide de la masse métallique fondue De l'autre côté de la cloison 9, la masse métallique fondue 6 continuous closed fencing to purify the molten metal mass (Figure 4) through the inlet 4 of molten metal, arrives at a half of the container 1 - having the partition 9 and begins to descend around the casing pipe 2 The gas The sweep admitted into the line 2 through the inlet 5 rises through the gyratory elements 11 where a considerable separation of the gaseous bubbles occurs. In the case line, the flow of the metal melt is slower than in the case of an equidient flow and therefore the contact time is also longer; the prolonged contact time as well as the greater interface between the molten metal mass and the gas, an interface formed by the tiny gas bubbles, cause a relatively intense and rapid degassing of the molten metal mass On the other side of the partition 9, the molten metal mass 6
monte lentement En conséquence, sous l'effet du bala- As a result, under the influence of
yage gazeux dans cet espace, on obtient un écoulement accéléré de la masse fondue dans la conduite de carter 2 La plus brève durée de contact est compensée par le fait qu'en raison de leur agencement géométrique, les In this space, an accelerated flow of the melt in the casing duct 2 is achieved. The shortest contact time is compensated by the fact that, due to their geometric
éléments giratoires 10 provoquent une plus forte turbu- gyratory elements 10 cause greater turbulence
lence qui est encore accrue par la turbulence plus in- increased by the more turbulent turbulence
tense sous l'effet de l'écoulement plus rapide de la tense under the effect of the faster flow of the
masse métallique en fusion Le courant autour de la con- molten metal mass The current around the con
duite de carter 2 allant vers le bas est presqu'entière- 2 down casing is almost completely
ment compensé par le mouvement ascendant de la masse métallique fondue dans cette moitié de l'espace et, de ce fait, la flottaison des impuretés non métalliques This is compensated by the upward movement of the molten metal mass in this half of the space, and hence the flotation of non-metallic impurities.
est extrêmement efficace.is extremely effective.
Les exemples suivants vont fournir d'autres détails pratiques concernant le procédé et l'appareillage The following examples will provide further practical details of the process and apparatus
selon l'invention.according to the invention.
11 -11 -
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Dans un récipient clos à fonctionnement continu ayant une conduite de carter dont le diamètre intérieur est de 50 mm, comportant une partie convergente qui se rétrécit dans le bas et une partie de diffusion qui s'é- largit dans le haut, pouvant recevoir 650 kg de métal en fusion, au cours d'une purification exécutée à un débit de 4 tonnes/heure, les impuretés contenues dans le métal vierge de départ ( 99,5 % de Al) peuvent être réduites comme suit: Na de 0,005 % à 0,0001 % Li de 0,006 % à moins de 0,001 % H 2 de 0,28 cm 3/100 g de métal à 0,05-0,1 cm 3/100 g de métal. On effectue la purification à une température de 700 à 800 'C en utilisant de l'azote gazeux ( 99,995 % 1 m 3/tonne), dont la teneur en chlore In a continuously operating closed vessel having a crankcase conduit having an inside diameter of 50 mm, having a converging portion which tapers at the bottom and a diffusing portion which widens at the top, accommodating 650 kg of molten metal, during a purification performed at a rate of 4 tons / hour, the impurities contained in the starting virgin metal (99.5% Al) can be reduced as follows: Na of 0.005% to 0 , 0001% Li of 0.006% to less than 0.001% H 2 of 0.28 cm 3,100 g of metal at 0,05-0,1 cm 3,100 g of metal. The purification is carried out at a temperature of 700 to 800 ° C using nitrogen gas (99.995% 1 m 3 / tonne), the chlorine content of which
change entre O et 3 % en volume La valeur préalable- between 0 and 3% by volume.
ment calculée de chlore introduit et l'épuisement de l'espace clos permettent l'absence des gaz nuisibles The calculated amount of chlorine introduced and the exhaustion of the confined space allow the absence of harmful gases.
dans les locaux de travail.in the working premises.
Avec une paire d'éléments (conduite à gaz et un carter), on peut purifier environ 4000 à 5000 tonnes de With a pair of elements (gas line and a crankcase), about 4000 to 5000 tons of
métal; dans un procédé connu, si l'on utilise un agi- metal; in a known method, if a
tateur en graphite, on peut purifier 1000 à 1500 tonnes graphite, one can purify 1000 to 1500 tons
de métal vierge Avec d'autres procédés connus compor- virgin metal With other known processes
tant des charges de matière céramique, on peut purifier en un seul remplissage environ 3000 tonnes de métal vierge (aluminium) La consommation de gaz de balayage représente de 3 à 5 m 3 par tonne de métal vierge quand on utilise l'un des procédés connus En réduisant la consommation de gaz à 1/3 environ, et en prolongeant aussi la vie utile des éléments mélangeurs, on est en 12 - mesure de réduire les frais de la purification du métal à une valeur de 30 à 40 % par comparaison avec les frais directs de l'appareillage de nettoyage de métaux qu'on utilise à l'heure actuelle, c'est-à-dire en utilisant un agitateur mécanique, pour se rapprocher as many ceramic fillers, one can purify in a single filling about 3000 tons of virgin metal (aluminum) The consumption of sweep gas represents 3 to 5 m 3 per ton of virgin metal when using one of the known methods By reducing the gas consumption to about 1/3, and also extending the useful life of the mixing elements, the costs of the metal purification can be reduced to 30 to 40% by comparison with the direct costs of the metal cleaning equipment currently used, that is to say using a mechanical stirrer, to get closer
de l'efficacité de purification indiquée ci-dessus. of the purification efficiency indicated above.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
En effectuant le procédé de purification décrit plus haut avec un alliage d'aluminium de la qualité Al Mg Si, la Demanderesse a réduit les impuretés comme suit: Na de 0,0092 % à 0,0001 %, Li de 0,0005 % à 0,0001 %; H 2 de 0,42 cm 3/100 g de métal à 0,12-0,16 cm 3/100 g de métal; On effectue la purification à une température de 700 à 800 'C avec de l'azote gazeux d'une pureté de 99,995 % ( 1,3 m 3/tonne) contenant 2,5 % en volume de chlore. Dans les deux cas, on obtient un fil grossier à partir du métal purifié par laminage à chaud; le déchirement des fils et les fissurations pendant le By carrying out the purification process described above with an aluminum alloy of Al Mg Si quality, the Applicant reduced the impurities as follows: Na from 0.0092% to 0.0001%, Li from 0.0005% to 0.0001%; H 2 0.42 cm 3/100 g metal 0.12-0.16 cm 3/100 g metal; Purification was carried out at 700-800 ° C with 99.995% purity nitrogen gas (1.3 m 3 / ton) containing 2.5 vol% chlorine. In both cases, a coarse yarn is obtained from the purified hot-rolled metal; tearing of the threads and cracking during the
laminage à chaud peuvent être entièrement supprimés. hot rolling can be entirely removed.
Quand on produit des fils fins à partir de ce pré- When we produce fine threads from this pre-
produit, on peut réduire les déchirements pendant la production depuis le chiffre ancien de 0,8 à la valeur product, one can reduce rips during production since the old figure of 0.8 to the value
de 0,2 déchirure/tonne de fil grossier. 0.2 tear / ton of coarse thread.
L'amélioration de l'aptitude à la coulée de Improving the casting ability of
l'aluminium allié purifié comme décrit permet de suppri- the purified aluminum alloy as described makes it possible to
mer les procédés anciens de raffinage du grain. old processes of grain refining.
Les procédés et les domaines d'application sont très vastes et variés et il va sans dire qu'ils ne sont pas limités aux quelques exemples donnés à propos des dessins. 13 - Les exemples montrent les avantages du procédé The methods and fields of application are very large and varied and it goes without saying that they are not limited to the few examples given in connection with the drawings. 13 - Examples show the advantages of the process
et de l'appareillage, qui sont la suppression des tra- and equipment, which is the suppression of
vaux préparatoires, la réduction de la consommation de gaz, une longue vie en service des éléments de mélange, des prix de production réduits quand les frais de puri- fication et de traitement d'un aluminium allié peuvent être réduit à 50-55 %, avec une amélioration simultanée preparatory work, reduction of gas consumption, long service life of mixing elements, reduced production prices when the purification and treatment costs of an aluminum alloy can be reduced to 50-55%, with simultaneous improvement
de la qualité du métal purifié.the quality of the purified metal.
14 -14 -
Claims (10)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3039864A (en) * | 1958-11-21 | 1962-06-19 | Aluminum Co Of America | Treatment of molten light metals |
FR2116494A1 (en) * | 1970-12-02 | 1972-07-13 | Aluminum Co Of America | |
US4032124A (en) * | 1975-03-28 | 1977-06-28 | Swiss Aluminium Ltd. | Apparatus and method for in-line degassing and filtration of molten metal |
FR2510440A1 (en) * | 1981-08-03 | 1983-02-04 | Aluminum Co Of America | PROCESS FOR TREATING MOLTEN METAL TO REMOVE SUSPENDED PARTICLES |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE754558A (en) * | 1969-08-08 | 1971-02-08 | Alcan Res & Dev | METHOD AND APPARATUS FOR FILTERING FUSION METALS |
CA1090587A (en) * | 1976-02-02 | 1980-12-02 | John C. Yarwood | Apparatus and method for in-line degassing and filtration of molten metal |
CH599978A5 (en) * | 1976-12-21 | 1978-06-15 | Alusuisse | |
DE2914347A1 (en) * | 1978-04-26 | 1979-11-08 | Alusuisse | METHOD AND DEVICE FOR FILTERING AND DEGASSING MOLTEN METAL |
FR2463816A1 (en) * | 1979-08-24 | 1981-02-27 | Servimetal | CARTRIDGE FOR ACTIVE FILTRATION AND PROCESSING OF METALS AND LIQUID ALLOYS |
-
1982
- 1982-06-25 HU HU205882A patent/HU185540B/en not_active IP Right Cessation
-
1983
- 1983-06-23 DE DE19833322621 patent/DE3322621A1/en not_active Withdrawn
- 1983-06-23 FR FR8310404A patent/FR2529230A1/en active Pending
- 1983-06-24 GB GB08317191A patent/GB2125435A/en not_active Withdrawn
- 1983-06-25 JP JP11367083A patent/JPS5964720A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3039864A (en) * | 1958-11-21 | 1962-06-19 | Aluminum Co Of America | Treatment of molten light metals |
FR2116494A1 (en) * | 1970-12-02 | 1972-07-13 | Aluminum Co Of America | |
US4032124A (en) * | 1975-03-28 | 1977-06-28 | Swiss Aluminium Ltd. | Apparatus and method for in-line degassing and filtration of molten metal |
FR2510440A1 (en) * | 1981-08-03 | 1983-02-04 | Aluminum Co Of America | PROCESS FOR TREATING MOLTEN METAL TO REMOVE SUSPENDED PARTICLES |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HU185540B (en) | 1985-02-28 |
GB8317191D0 (en) | 1983-07-27 |
DE3322621A1 (en) | 1984-09-27 |
JPS5964720A (en) | 1984-04-12 |
GB2125435A (en) | 1984-03-07 |
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