FR2588571A1 - Dispositif et procede d'injection continue sous faible pression d'un additif pulverulent dans un courant de metal fondu - Google Patents
Dispositif et procede d'injection continue sous faible pression d'un additif pulverulent dans un courant de metal fondu Download PDFInfo
- Publication number
- FR2588571A1 FR2588571A1 FR8515609A FR8515609A FR2588571A1 FR 2588571 A1 FR2588571 A1 FR 2588571A1 FR 8515609 A FR8515609 A FR 8515609A FR 8515609 A FR8515609 A FR 8515609A FR 2588571 A1 FR2588571 A1 FR 2588571A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- compartment
- metal
- additive
- molten metal
- orifice
- 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.)
- Granted
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 61
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003517 fume Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 11
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 244000309466 calf Species 0.000 claims 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 13
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 3
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 3
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000212342 Sium Species 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- BTFMCMVEUCGQDX-UHFFFAOYSA-N 1-[10-[3-[4-(2-hydroxyethyl)-1-piperidinyl]propyl]-2-phenothiazinyl]ethanone Chemical compound C12=CC(C(=O)C)=CC=C2SC2=CC=CC=C2N1CCCN1CCC(CCO)CC1 BTFMCMVEUCGQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003110 molding sand Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229960004265 piperacetazine Drugs 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
-
- 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
- C22B9/10—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with refining or fluxing agents; Use of materials therefor, e.g. slagging or scorifying agents
- C22B9/103—Methods of introduction of solid or liquid refining or fluxing agents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF D'INJECTION CONTINUE SOUS FAIBLE PRESSION D'UN ADDITIF PULVERULENT DANS UN COURANT DE METAL FONDU. IL COMPORTE SUCCESSIVEMENT, DU HAUT VERS LE BAS:-UN COMPARTIMENT SUPERIEUR 5, POUR L'ENTREE DU METAL FONDU;-UNE CHAMBRE DE TRAITEMENT 7, RELIEE AU COMPARTIMENT SUPERIEUR PAR UN ORIFICE D'ENTREE CALIBRE 8, ET DANS LAQUELLE DEBOUCHE, D'UNE PART UN TUBE 9 RELIE A UN DISPOSITIF D'INJECTION D'ADDITIF PULVERULENT SOUS PRESSION DE GAZ ET, D'AUTRE PART, AU MOINS UN CONDUIT 11 D'EVACUATION DES GAZ, FUMEES ET CRASSES EVENTUELLES;-AU MOINS UN COMPARTIMENT TAMPON 6 COOPERANT AVEC UN MOYEN DE REGLAGE DU DEBIT DE SORTIE DU METAL TRAITE;-UN MOYEN COLLECTEUR DU METAL TRAITE, PAR EXEMPLE UN MOULE OU UNE POCHE.
Description
2588.571
DISPOSITIF ET PROCEDE D'INJECTION CONTINUE SOUS FAIBLE PRESSION D'UN
ADDITIF PULVERULENT DANS UN COURANT DE METAL FONDU
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'injection
continue, sous faible pression et à l'abri de l'air d'un additif pulvéru-
lent dans un courant de métal fondu. Cet additif pulvérulent est dirigé par gaz porteur dans le jet de métal fondu, ce gaz créant éventuellement
une atmosphère protectrice. La présente invention s'applique particulià-
rement au cas o l'additif doit être ajouté au métal liquide en faible proportion, de façon très homogène et, par exemple, immédiatement avant coulée.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Il est connu d'injecter dans un métal en fusion des additifs pulvérulents
soit dans un but de traitement du métal, tel que désoxydation ou désulfu-
ration, ou modification de structure, soit pour introduire un élément
d'alliage.
Ces injections sont généralement effectuées au moyen d'une lance immergée dans une poche contenant le métal en fusion, l'additif pulvérulent étant entraîné par un courant de gaz inerte sous une pression suffisante pour contrebalancer la pression hydrostatique du métal liquide. Mais ce mode
d'injection est discontinu.
Lorsqu'on veut procéder au traitement continu d'un courant de métal liqui-
de, on s'efforce de déverser sur le jet de coulée du métal un jet contr8ôlé d'additif pulvérulent. Cette opération est délicate de mise en oeuvre et peu précise car, en pratique, le jet de métal liquide et le jet d'additif en poudre tendent à se déplacer l'un par rapport à l'autre. En outre, une proportion souvent importante de l'additif ne pénètre pas dans le jet de métal, surtout si l'additif est en poudre très fine. Si, au contraire, l'additif est en gros grains, il ne se dissout pas assez vite. Par exemple dans le cas de l'injection d'inoculant dans le jet de métal liquide à
l'entrée du moule pour réaliser l'inoculation des fontes à graphite lamel-
laire ou sphéroîdal, les particules-les plus fines- diffusent entraînant
une pollution éventuelle du sable de moulage et une flottation sur le go-
* det du moule.
Les grains d'inoculant trop gros ne sont pas dissous assez rapidement et
peuvent entraîner des inclusions dans les pièces.
Pour résoudre ce problème, on a imaginé la technique dite du "fil fourré"
que l'on déroule progressivement dans le jet de coulée. Mais cette techni-
que n'est pas adaptable à tous-les cas, elle est plus onéreuse que l'in-
jection directe d'additif en poudre et d'une utilisation moins souple pour
l'emploi de nombreux additifs de types différents.
OBJET DE L'INVENTION
L'objet de la présente invention est un dispositif d'introduction continue
et contr8lée, dans un courant de métaI liquide, d'une proportion prédé-
terminée d'additif pulvérulent, sous pression, hors du contact direct avec
l'atmosphère et, si nécessaire, sous atmosphère protectrice, avec un ren-
dement proche de 100 % et, dans tous les cas supérieur à 85 %. Un autre objet de la même invention est un procédé d'introduction d'additif dans
un courant de métal liquide mettant en oeuvre le dispositif ci-dessus.
Le dispositif se caractérise en ce qu'il comporte successivement, du haut vers le bas: - un compartiment supérieur, pour l'entrée du métal fondu,
- une chambre de traitement, reliée au compartiment supérieur par un ori-
fice d'entrée calibré et dans laquelle débouche, d'une part un tube re-
lié à un dispositif d'injection d'additif pulvérulent sous faible pres-
sion de gaz, et, d'autre part, au moins un conduit d'évacuation des gaz, fumées et crasses éventuelles, - au moins un compartiment-tampon, associé, dans sa partie inférieure, à un orifice de sortie calibré, éventuellement séparé dudit compartiment tampon,
- un moyen collecteur du métal traité.
Le procédé, qui met en oeuvre le dispositif selon l'invention, comporte
les étapes successives suivantes.
- on introduit le métal fondu dans le compartiment supérieur en maintenant le niveau entre un niveau optimal et un niveau maximal,
2588.571
- on injecte dans la chambre de mélange, l'additif pulvérulent dans un
courant de gaz porteur sous faible pression et on règle la vitesse d'in-
jection de façon à introduire un poids d'additif prédéterminé par kg de métal à traiter, - on maintient le niveau de métal fondu dans- le compartiment inférieur en-
tre le niveau optimal et le niveau maximal eh agissant sur le débit d'in-
troduction et sur le niveau du métal fondu dans le compartiment supé-
rieur,
0 - on récupère le métal fondu à traiter à la sortie de l'orifice inférieur.
DESCRIPTIONDES FIGURES
Les figures I à 5 illustrent l'invention.
La figure 1 représente, en coupe verticale, le dispositif proprement dit
dans lequel s'effectue l'injection de l'additif sans le métal liquide.
La figure 2 représente en coupe l'ensemble d'un appareillage industriel comportant, en plus, un distributeur-doseur d'additif pulvérulent qui ne fait pas partie lui-même de l'invention; mais qui est donné à titre
d'exemple de mise en oeuvre.
La figure 3 représente, en couDe verticale, une variante du dispositif proprement dit dans lequel le dispositif est placé directement sur un
moule de coulée.
La figure 4 représente, en coupe verticale, une variante du dispositif
proprement dit dans lequel 2 injections successives dans le métal liqui-
de d'additifs pulvérulents différents peuvent être réalisées grace à la
présence de deux compartiments-tampons.
La figure 5 représente, en coupe verticale, une variante du dispositif de la figure I (applicable également aux figures 3 et 4) dans lequel un
compartiment siphon a été prévu pour retenir totalement les crasses rési-
duelles non évacuées par l'orifice prévu à cet effet.
Le dispositif qui présente la forme générale d'un sablier comporte une en-
veloppe métallique extérieure (1) et un garnissage intérieur (2) calori-
fuge et réfractaire dont la nature est adaptée au métal (ou alliage) à traiter. Dans tout ce qui suit, nous désignerons par "métal" tout produit métallique fondu, non allié ou allié, soumis à l'injection d'additif, et par "additif" tout produit pulvérulent (quels que soient sa nature et ses
effets sur le métal) injecté dans le métal. Le terme de "produit pulvéru-
lent" est pris ici dans le sens de produit en poudre plus ou moins fine
et/ou en petits grains dont la grosseur peut atteindre plusieurs milli-
mètres, la limite étant fixée par les possibilités d'entraînement du pro-
duit dans un courant de gaz à faible pression.
Le dispositif est muni, à sa partie supérieure, d'une entrée (3) pour le métal à traiter, et, à sa partie inférieure, dans le cas figure 1, d'un
orifice calibré (4) de sortie de métal traité. Il comporte trois compar-
timents distincts, mais communiquant entre eux:un compartiment supérieur (5) dans lequel arrive le métal à traiter provenant soit directement d'un
four d'élaboration ou d'un four de maintien, soit d'une poche de stocka-
ge intermédiaire, un compartiment-tampon (6) qui débouche par l'orifice calibré (4) sur un récipient de stockage intermédiaire ou sur une poche de coulée et, enfin, une chambre de traitement (7), située dans la partie
supérieure du compartiment-tampon (6).
La chambre de traitement (7) communique avec le compartiment d'entrée (5)
qui la surmonte par un orifice calibré d'entrée (8) dont le rôle sera pré-
cisé plus loin. L'additif pulvérulent est injecté dans le métal par le tube (9), dans un courant de gaz sous pression, qui vient se briser sur la nappe de métal liquide s'écoulant dans la zone centrale (10) de la chambre de traitement. Un conduit latéral (11) permet l'évacuation vers l'atmosphère du gaz protecteur et d'éventuels gaz de réaction, de fumées ou crasses, de façon telle que la chambre de réaction reste à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique. On peut aussi prévoir (fig. 3) deux conduits (11), un conduit supérieur (11A) pour l'évacuation des gaz, vapeurs et fumées, et un conduit inférieur (1]B) pour l'évacuation
des crasses.
Le courant de métal mélangé à l'additif pulvérulent s'écoule ensuite dans le compartiment tampon (6) o s'achèvent éventuellement la dissolution de
l'additif et les réactions entre le métal et l'additif.
Pour laisser à cette dissolution et à-ces réactions le temps de s'achever
et pour permettre la séparation des crasses qui peuvent se former, on dé-
- 5 - termine la section de passage de l'orifice de sortie (4), c'est-àdire en fait, la vitesse de sortie du métal du compartiment-tampon (6) de façon telle que ce compartiment (6) reste constamment rempli de métal liquide jusqu'à un niveau au moins égal à la mi-hauteur environ et, de préférence, au moins égal aux deux-tiers environ de la hauteur (niveau Nl) , sans toutefois dépasser un niveau maximal (N2) situé plus bas que
l'orifice inférieur (11B) d'évacuation des crasses éventuelles.
C'est là un point clé de l'invention. En effet, en maintenant un volant Ge métal dans le compartiment tampon (6), on assure à la fois de façon complète le mélange et la réaction entre l'additif et le métal (donc un rendement d'utilisation de l'additif proche de 100 %) et oi. laisse aux crasses (12) qui peuvent se former, le temps de se rassembler à la
surface du métal, pour être éventuellement dégagées par l'orifice (llB).
Pour que ces conditions soient remplies, il faut: a) alimenter le compartiment supérieur (5) en métal à traiter à une vitesse telle qu'il se maintienne à un niveau proche du niveau optimal
N3, et relativement constant.
b) qu'il y ait, entre la section de passage de l'orifice calibré d'en-
trée (8) et celle de l'orifice calibré (4) une relation telle que, compte tenu de la viscosité du métal fondu et de la pression métalloplastique, le niveau du métal dans le compartiment-tampon (6) se maintienne entre
les limites fixées.
Dans le cas de la figure 1, lorsque la coulée est achevée, le compartiment (6) se vide en totalité, de telle sorte que les crasses se retrouvent
en surface de la poche réceptrice (non représentée).
L'alimentation contr8ôlée en additif pulvérulent peut s'effectuer par
tout moyen connu de l'homme de l'art. La figure 2 schématise un dispo-
sitif particulièrement bien adapté qui comporte essentiellement un réservoir d'additif pulvérulent (20), une vis d'alimentation (21) traversant la partie inférieure (22) du réservoir (20), un moteur (23) à vitesse régulée et variable assurant par l'intermédiaire d'un réducteur (24) l'entraînement de la vis (21) dont le débit en additif pulvérulent est proportionnel à la vitesse de rotation, et une alimentation (25) en 6 - air comprimé séchée et déshuilée, ou en gaz neutre (par exemple azote ou argon) qui assure l'entraînement de l'additif vers l'injecteur (26)
qui agit également comme dispositif anti-retour, puis vers la canalisa-
tion d'introduction (9), alimentée en gaz sous pression par la tubulure (27). Le réservoir (20) comporte deux sondes de mesure du niveau de l'ad-
ditif pulvérulent (28).
La figure 3 représente, en coupe verticale, une première variante de l'invention, selon laquelle le dispositif est placé directement sur un moule de coulée (30) dont seule l'entrée est représentée. L'orifice calibré de sortie n'est plus disposé à la base du compartiment inférieur: il est inclus dans le moule et il est constitué par la plus petite section transversale du système d'attaque (ensemble des conduits amenant
le métal de l'entrée du moule jusqu'aux canaux d'alimentation des em-
preintes du moule) et, par exemple, dans le cas figuré, par la descente
de charge (31) ou par les attaques (32) des pièces à mouler.
Dans ce cas, lorsque la coulée est achevée, le compartiment (6) se vide en totalité, de telle sorte que les crasses éventuelles se retrouvent en
surface du godet du moule sans risque pour la santé interne des pièces.
La figure 4 représente, en coupe verticale, une seconde variante selon laquelle deux injections successives d'additifs pulvérulents dans le métal liquide peuvent être réalisées grace à la mise en série de deux compartiments tampons, un intermédiaire (6A), un inférieur (6B), chacun possédant sa propre arrivée (9) (9') d'additifs pulvérulents, ses orifices (11A) et (11B) d'évacuation des gaz et des crasses et sa chambre de
traitement (7) (7'), et ses orifices calibrés d'entrée (8) et (8').
La figure 5 représente une troisième variante de l'invention, consistant en l'adjonction à la partie inférieure du compartiment-tampon (6) d'un siphon (35) permettant de retenir totalement les crasses non évacuées par l'orifice (11B). Le siphon peut s'adapter aussi bien au cas de la figure 1 et, dans ce cas, c'est l'orifice calibré (4), disposé à la base du compartiment tampon (6) qui régle la vitesse de sortie du métal, qu'au cas de la figure 5 o le compartiment tampon (6) ou (6B) ne comporte pas d'orifice de sortie calibré. Ce rôle est alors joué par la section de
885 7 1
sortie (36) du siphon qui est, pour cela, convenablement calibrée.
Le maintien du niveau de métal dans le compartiment inférieur (6) peut, si nécessaire, être mesuré et, le cas échéant régulé, en disposant un certain nombre de sondes de niveau (13) dans la paroi de ce compartiment
et en asservissant la vitesse d'introduction du métal dans le comparti-
ment supérieur. D'autre part, le débit de l'additif pulvérulent peut être asservi au débit du métal liquide pénétrant dans la chambre de réaction
par l'orifice calibré (8) à partir de la mesure du niveau dans le compar-
timent supérieur (5) au moyen des sondes (14) par exemple.
Le dessin de la chambre de mélange (7) est donné à titre d'exemple de réa-
lisation et ne constitue pas une limitation de l'invention. L'homme de l'art peut optimiser ce dessin en fonction de la nature du métal traité (réactivité, viscosité) et de la nature de l'additif (poudre en grains plus ou moins fins, plus ou moins réactifs) de façon à crier, par exemple,
des effets tourbillonnaires ou des effets de dispersion du courant de mé-
tal, par exemple en adpatant la forme de l'orifice (8) ou en interposant un obstacle tel que (15) sur ce courant à la sortie de l'orifice (8) ou
par tout autre moyen équivalent.
Pour en faciliter l'entretien et le nettoyage, le dispositif, objet de
l'invention, peut être réalisé en deux parties, séparées par un plan pas-
sant par l'axe vertical AA et perpendiculaire au tube (9) d'arrivée du
produit pulvérulent, et qui sont maintenues, pendant la coulée, en rela-
tion jointive et étanche par des colliers de serrage ou des vérins hydrau-
liques, de façon connue, selon les dimensions du dispositif.
EXEMPLES D'APPLICATION
Exemple 1.
On a construit un dispositif expérimental de traitement, selon l'inven-
tion, conforme au schéma de la figure 1, en vue du traitement de noduli-
sation de fonte à graphite sphéroidal par addition d'un ferrosilicomagné-
sium en petits grains contenant 5,7 % de magnésium.
Le compartiment d'entrée (5) a une forme de pyramide renversée. La section
258:8571
d'entrée est de 250 x 250 mm et la hauteur h1 de l'orifice (8) jusqu'au
sommet du compartiment d'entrée (5) est de 250 mm.
L'orifice (8) a une section de 1200 mm2 de forme rectangulaire 10 x 120 mm.
Le compartiment inférieur est cylindrique avec un diamètre de 150 mm et une hauteur h2 de 270 mm entre le trou calibré de sortie (4) et l'orifice
d'évacuation des cras-ses (1IlB).
L'orifice de sortie (4) a un diamètre de 40 mm, soit une section de passage
2 2
de 1257 mm à comparer aux 1200 mm2 de l'orifice (8).
L'additif ferrosilicomagnésium est injecté par le tube (9) avec un débit pondéral de 90 g/seconde. Le gaz porteur utilisé est de l'azote sous une pression de 0,06 MPa Le débit de fonte liquide est de 10 kg/seconde, ce
qui correspond à une addition de 0,9 % en poids de FeSiMg à 5,7 % de magné-
sium, soit 0,051 % de Mg ajouté. Le dispositif est alimenté en fonte li-
quide par un four à induction, la fonte traitée étant récupérée dans une
poche réceptrice de 500 kg placée sous le dispositif de traitement.
Le rendement d'incorporation de magnésium défini par la relation: R = 0, 76 (S base - S fonte traitée)+ Mg résiduel Mg introduit
est de 87 %.
Exemple 2.
On a construit un second dispositif expérimental de traitement, selon l'invention,conforme au schéma de la figure 3, en vue d'effectuer en une seule opération le traitement de nodulisation et d'inoculation de fonte
à graphite sphéroîdal.
Ce dispositif est directement placé sur un moule en sable furanique.
Le poids total de la grappe coulée est de 55 kg. La pièce coulée présente
une épaisseur minimale de 5 mm.
Le compartiment d'entrée (5) a une forme de pyramide renversée. La section d'entrée est de 250 x 250 mm et la hauteur de l'orifice jusqu'au sommet du
compartiment d'entrée (5) est de 250 mm.
L'orifice (8) a une section de 600 mm2 de forme rectangulaire 6 x 100 mm.
Le compartiment inférieur est cylindrique avec un diamètre de 150 mm et une hauteur de 220 mm entre le plan de pose (34) sur le moule (30), et
l'orifice d'évacuation des crasses (IIB).
Le dhébit pondérai d'écoulement dans le moule est de l'ordre de 5 kg/sec.
Ce débit est réglé en donnant au canal de descente de charge une section calibrée. Le produit de traitement est un produit mélange comprenant 95 % de FeSiMg à 5,7 % de magnésium et 5 % d'un ferrosilicium inoculant contenant, entre
autres, 1 % de Bismuth et 0,5 % de Terres Rares, selon notre brevet fran-
çais FR 2 511 044 (= US 4 432 793).
Le produit mélange de granulométrie 0,2 à 1 mm est injecté par le tube (9) avec un débit pondérai de 45 g/seconde, ce qui correspond à 0,049 % de Mg ajouté. La fonte ainsi traitée a pour analyse finale: C = 3,74 Si = 2, 46 Mn = 0,12 P = 0,043 S = 0,004 Mg = 0,037 La pièce coulée présente une structure parfaitement nodulaire dans une
matrice totalement ferritique et exempte de carbures.
Le rendement d'incorporation du Mg dans ce cas est de 85 %.
AVANTAGES PROCURES PAR L'INVENTION
Par rapport aux systèmes actuellement utilisés ou connus, l'invention pré-
sente les avantages suivants: - rendement d'incorporation de l'additif proche de 100 %, - taux d'ajout de l'additif constant pendant toute la durée de la coulée, ce qui évite les opérations manuelles de pesage du métal liquide et de l'additif,
- possibilité d'emploi de particules très fines d'additifs avec un excel-
lent rendement et sans risques de pertes et de pollution de l'atmosphère
de l'atelier et des sables de moulage.
L'invention peut également être appliquée aux traitements simultanés de nodulisation et inonulation, ainsi qu'il est décrit dans l'exemple 2, pour les fontes à graphite sphéroldal; les taux d'additifs nécessaires pour obtenir les caractéristiques correctes pour ces fontes sont souvent
inférieurs de 50 % aux procédés classiques de nodulisation et d'inocula-
tion en poche.
Le procédé et le dispositif peuvent d'autre part et de façon non limita-
tive, s'appliquer: - au traitement de vermiculisation des fontes, - au traitement de recarburation des fontes, - au traitement de désulfuration en continu des fontes, - au traitement de désulfuration et dénitruration des aciers, - aux microadditions dans-les aciers (telles que le bore) ou dans les fon- tes (telles que le vanadium, le titane...)
- aux divers traitements de dégazage et d'affinage d'alliages légers.
La disposition de l'appareil permet l'introduction immédiate du métal trai-
té dans le ou les moules (fig. 3) ce qui limite le risque d'évanouissement de l'effet de certains additifs volatils, oxydables ou à l'action fugace (germination).
Enfin l'appareil, tel qu'il vient d'être décrit, sous ses différentes va-
riantes, permet également l'injection d'un gaz ou d'un liquide réactifs, avec ou sans transport associé d'additif pulvérulent, par exemple pour
réaliser le dégazage de l'aluminium par injection d'un mélange chlore-
azote.
258857 1
- il -
Claims (13)
1. Dispositif d'injection continue sous faible pression d'un additif
pulvérulent dans un courant de métal fondu, caractérisé en ce qu'il com-
porte successivement, du haut vers le bas: - un compartiment supérieur (5) , pour l'entrée du métal fondu, - une chambre de traitement (7), reliée au compartiment supérieur par un orifice d'entrée calibré (8), et dans laquelle débouche, d'une part un tube (9) relié à un dispositif d'injection d'additif pulvérulent sous pression de gaz et, d'autre part, au moins un conduit (11) d'évacuation des gaz, fumées et crasses éventuelles, - au moins un compartiment tampon (6) coopérant avec un moyen de réglage du débit de sortie du métal traité,
- un moyen collecteur du métal traité.
2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte
deux compartiments tampons superposés en série, un compartiment intermé-
diaire (6A) et un compartiment inférieur (6B), comportant chacun une chambre de traitement (7), (7'), un orifice calibré d'entrée (8) (8') et
au moins un conduit d'évacuation des gaz, fumées et crasses.
3. Dispositif, selon revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la
chambre de traitement comporte deux conduits d'évacuation, un conduit supérieur (11A) pour les gaz et fumées, et un conduit inférieur (11B)
pour l'évacuation des crasses.
4. Dispositif, selon revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il
comporte à la base du compartiment tampon (6) ou du compartiment tampon
inférieur (6A) un siphon (35) de rétention des crasses.
5. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caracté-
risé en ce que le moyen de réglage du débit de sortie du métal traité est constitué par un orifice calibré disposé sur le trajet du métal traité.
6. Dispositif, selon revendication 5, caractérisé en ce que l'orifice
calibré (4) est disposé à la base du compartiment tampon (6) ou du comparti-
ment inférieur (6A).
7. Dispositif selon revendication 5, caractérisé en ce que l'orifice ca-
libré est intégré au moyen collecteur du métal traité.
8. Dispositïf selon revendication 5, caractérisé en ce que l'orifice ca-
libré est intégré au siphon (35).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 8, caracté-
risé en ce qu'il comporte des moyens tels que (13)(14) de mesure du ni-
veau de métal fondu dans le compartiment inférieur (6) et/ou dans le
compartiment supérieur (5).
10. Dispositif selon revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte
]5 des moyens d'asservissement de l'arrivée de métal fondu dans le compar-
timent supérieur (5) au niveau du métal fondu dans le compartiment infé-
rieur (6).
11. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, carac-
térisé en ce qu'il est constitué en deux parties séparées par un plan passant par l'axe vertical et perpendiculaire à/aux orifices d'arrivée
du/des additifs pulvérulents (9).
12. Procédé d'injection continue d'un additif pulvérulent dans un courant de métal fondu, mettant en oeuvre le dispositif selon l'une quelconque
des revendications 1 à Il caractérisé en ce que:
- on introduit le métal fondu dans le compartiment supérieur (5) en ré-
glant le débit de façon à maintenir le niveau entre un niveau optimal N3 et un niveau maximal N4 _- on injecte dans la ou les chambres de mélange (7)(7'), par le ou les tubes (9)(9'), dans un courant de--gaz porteur sous pression, le ou les additifs dont le débit d'injection est réglé de façon à introduire un
poids d'additif prédéterminé par kg de métal à traiter, -
- on maintien le ou les niveaux dans le ou les compartiments tampons (6) (6') entre le niveau optimal NI et le niveau maximal N2 en agissant sur le débit d'introduction du métal dans le compartiment supérieur (5), - on collecte le métal traité à la sortie du compartiment tampon (6) ou
du compartiment tampon inférieur (6B).
13. Application du dispositif, selon l'une des revendications 1 à 11, au
traitement de métaux fondus, ferreux ou non ferreux, caractérisé en ce
que l'on injecte, par le tube (9) un gaz, une vapeur ou un liquide réac-
tifs.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8515609A FR2588571B1 (fr) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | Dispositif et procede d'injection continue sous faible pression d'un additif pulverulent dans un courant de metal fondu |
| JP61243993A JPS62164839A (ja) | 1985-10-15 | 1986-10-14 | 溶融金属に粉末状添加剤を連続的に添加する方法及び装置 |
| DE8686420253T DE3662059D1 (en) | 1985-10-15 | 1986-10-15 | Device and process for the low-pressure injection of pulverulent additives into a stream of molten metal |
| US06/919,042 US4723763A (en) | 1985-10-15 | 1986-10-15 | Device for continuous injection under low pressure of a powdered additive into a stream of molten metal |
| EP86420253A EP0223722B1 (fr) | 1985-10-15 | 1986-10-15 | Dispositif et procédé d'injection continue sous faible pression d'un additif pulvérulent dans un courant de métal fondu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8515609A FR2588571B1 (fr) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | Dispositif et procede d'injection continue sous faible pression d'un additif pulverulent dans un courant de metal fondu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2588571A1 true FR2588571A1 (fr) | 1987-04-17 |
| FR2588571B1 FR2588571B1 (fr) | 1992-05-22 |
Family
ID=9324049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8515609A Expired - Fee Related FR2588571B1 (fr) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | Dispositif et procede d'injection continue sous faible pression d'un additif pulverulent dans un courant de metal fondu |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4723763A (fr) |
| EP (1) | EP0223722B1 (fr) |
| JP (1) | JPS62164839A (fr) |
| DE (1) | DE3662059D1 (fr) |
| FR (1) | FR2588571B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2656816A1 (fr) * | 1990-01-05 | 1991-07-12 | Fischer Ag Georg | Recipient de traitement pour traiter des bains de fusion metalliques. |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9015832D0 (en) * | 1990-07-19 | 1990-09-05 | Osprey Metals Ltd | Introducing means |
| FR2665854A1 (fr) * | 1990-08-20 | 1992-02-21 | Pechiney Electrometallurgie | Dispositif d'introduction tardive d'alliage particulaire lors de la coulee d'un metal liquide. |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE872497C (de) * | 1944-08-27 | 1953-04-02 | Eisenwerke Gelsenkirchen Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Legieren von geschmolzenen Metallen miteinander |
| CH445538A (de) * | 1964-02-28 | 1967-10-31 | Fischer Ag Georg | Verfahren zum Zuführen von Reaktions- und/oder Legierungsstoffen in metallische Schmelzen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| AT321340B (de) * | 1969-07-29 | 1975-03-25 | Voest Ag | Vorrichtung zum Einbringen feinkörniger oder flüssiger Zuschlagstoffe in flüssige Metalle und Verfahren zur Herstellung von Gußeisen mit kugeliger Graphitstruktur |
| US4191563A (en) * | 1976-03-08 | 1980-03-04 | Ford Motor Company | Continuous stream treatment of ductile iron |
| EP0030220A2 (fr) * | 1979-12-03 | 1981-06-10 | Union Carbide Corporation | Procédé pour introduire des additifs solides dans un métal en fusion |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2803533A (en) * | 1954-05-03 | 1957-08-20 | Union Carbide Corp | Method of injecting fluidized powders for metallurgical treatment |
| US2997384A (en) * | 1958-03-28 | 1961-08-22 | Fischer Ag Georg | Method of treating molten metal |
| US2997386A (en) * | 1958-06-27 | 1961-08-22 | Feichtinger Heinrich | Process and apparatus for treating metal melts |
| US3598383A (en) * | 1969-01-14 | 1971-08-10 | William H Moore | Method and apparatus for incorporating additives in a melt |
-
1985
- 1985-10-15 FR FR8515609A patent/FR2588571B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-10-14 JP JP61243993A patent/JPS62164839A/ja active Granted
- 1986-10-15 US US06/919,042 patent/US4723763A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-10-15 DE DE8686420253T patent/DE3662059D1/de not_active Expired
- 1986-10-15 EP EP86420253A patent/EP0223722B1/fr not_active Expired
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE872497C (de) * | 1944-08-27 | 1953-04-02 | Eisenwerke Gelsenkirchen Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Legieren von geschmolzenen Metallen miteinander |
| CH445538A (de) * | 1964-02-28 | 1967-10-31 | Fischer Ag Georg | Verfahren zum Zuführen von Reaktions- und/oder Legierungsstoffen in metallische Schmelzen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| AT321340B (de) * | 1969-07-29 | 1975-03-25 | Voest Ag | Vorrichtung zum Einbringen feinkörniger oder flüssiger Zuschlagstoffe in flüssige Metalle und Verfahren zur Herstellung von Gußeisen mit kugeliger Graphitstruktur |
| US4191563A (en) * | 1976-03-08 | 1980-03-04 | Ford Motor Company | Continuous stream treatment of ductile iron |
| EP0030220A2 (fr) * | 1979-12-03 | 1981-06-10 | Union Carbide Corporation | Procédé pour introduire des additifs solides dans un métal en fusion |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2656816A1 (fr) * | 1990-01-05 | 1991-07-12 | Fischer Ag Georg | Recipient de traitement pour traiter des bains de fusion metalliques. |
| BE1006024A3 (fr) * | 1990-01-05 | 1994-04-19 | Fischer Ag Georg | Recipient de traitement pour traiter des bains de fusion metalliques. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0223722A1 (fr) | 1987-05-27 |
| US4723763A (en) | 1988-02-09 |
| DE3662059D1 (en) | 1989-03-16 |
| EP0223722B1 (fr) | 1989-02-08 |
| JPS62164839A (ja) | 1987-07-21 |
| JPH0351772B2 (fr) | 1991-08-07 |
| FR2588571B1 (fr) | 1992-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU605020B2 (en) | Rotary device, apparatus and method for treating molten metal | |
| CA1165117A (fr) | Dispositif de traitement d'un bain de metal liquide par injection de gaz | |
| EP0073729B1 (fr) | Dispositif rotatif de dispersion de gaz pour le traitement d'un bain de métal liquide | |
| EP0055956B1 (fr) | Lance de soufflage de gaz oxydant, notamment d'oxygène, pour le traitement des métaux en fusion | |
| FR2604099A1 (fr) | Dispositif rotatif a pels de mise en solution d'elements d'alliage et de dispersion de gaz dans un bain d'aluminium | |
| FR2471827A1 (fr) | Dispositif pour la production de granules metalliques uniformes | |
| US4298377A (en) | Vortex reactor and method for adding solids to molten metal therewith | |
| FR2564011A1 (fr) | Panier de coulee continue dote de fonctions de reacteur pour les traitements realises en dehors du four | |
| FR2502997A1 (fr) | Procede de fabrication d'acier de decolletage au plomb par coulee continue | |
| CA1330159C (fr) | Procede de coulee d'acier comportant un inertage du bain d'acier par de l'anhydride carbonique sous forme de neige | |
| EP0196952B1 (fr) | Procédé d'obtention d'un acier calmé à faible teneur en azote | |
| FR2588571A1 (fr) | Dispositif et procede d'injection continue sous faible pression d'un additif pulverulent dans un courant de metal fondu | |
| FR2472613A1 (fr) | Procede et appareil de separation de laitier et de coulee d'acier | |
| FR2705261A1 (fr) | Procédé et appareil de fabrication de granulés d'un métal réactif. | |
| EP0561805B1 (fr) | Procede et dispositif d'introduction tardive d'alliage particulaire lors de la coulee d'un metal liquide | |
| US4049248A (en) | Dynamic vacuum treatment | |
| EP0667199A1 (fr) | Procédé et dispositif de coulée continue de filaments métalliques directement à partir de métal liquide | |
| FR2629101A1 (fr) | Brique pour l'introduction de gaz ou de produits de reaction dans un recipient de coulee metallurgique | |
| FR2513909A1 (fr) | Procede et appareil pour le traitement d'un metal liquide dans un recipient | |
| FR2772653A1 (fr) | Reacteur metallurgique, de traitement sous pression reduite d'un metal liquide | |
| FR2547597A1 (fr) | Procede et appareil pour le traitement continu de metal en fusion | |
| EP0028569B1 (fr) | Procédé de brassage d'un métal en fusion par injection de gaz | |
| CN101166592B (zh) | 影响浇包内液态金属化学成分的方法和实施该方法的系统 | |
| EP0723487B1 (fr) | Procede de reglage de la composition d'un metal liquide tel que l'acier, et installation pour sa mise en oeuvre | |
| CA2404633A1 (fr) | Traitement sous vide d'un metal fondu avec brassage simultane par injection d'helium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property | ||
| ST | Notification of lapse |