FR3140290A1 - Device for treating molten metal with a rotating bag - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne dispositif de traitement d’un métal en fusion, ledit dispositif comprenant une poche définissant un volume intérieur destiné à contenir ledit métal en fusion. Selon l’invention, ledit dispositif comprend des moyens d’entrainement en rotation de ladite poche suivant au moins un premier axe de rotation. Fig. 1The present invention relates to a device for treating a molten metal, said device comprising a pocket defining an interior volume intended to contain said molten metal. According to the invention, said device comprises means for rotating said pocket along at least a first axis of rotation. Fig. 1
Description
Le domaine de l’invention est celui du traitement de métal en fusion, notamment de fontes ou de tout autre alliage comme des alliage ferreux, des alliages cuivreux, des alliages légers ou autres.The field of the invention is that of the treatment of molten metal, in particular cast iron or any other alloy such as ferrous alloys, copper alloys, light alloys or others.
L’invention concerne plus particulièrement les dispositifs mis en œuvre pour assurer, au moins partiellement, le traitement de tels matériaux, plus particulièrement les poches mises en œuvre à cet effet.The invention relates more particularly to the devices used to ensure, at least partially, the treatment of such materials, more particularly the bags used for this purpose.
Dans le domaine de la métallurgie, il est courant de réaliser des pièces métalliques par coulage. Pour ce faire, un four est utilisé pour faire fondre un métal ou un alliage de métaux. Le métal en fusion subit ensuite successivement une pluralité de trainements avant d’être coulé dans un moule. Au rang de ces traitements figurent notamment la désulfuration, , l’initialisation (i.e. germination), , la nodularisation, l’inoculation.In the field of metallurgy, it is common to produce metal parts by casting. To do this, a furnace is used to melt a metal or metal alloy. The molten metal then successively undergoes a plurality of drags before being poured into a mold. These treatments include desulfurization, initialization (i.e. germination), nodularization, inoculation.
Chacun des traitements subis par le métal en fusion entre sa sortie du four et sa coulée dans un moule est réalisé dans une poche de traitement spécifique. Ainsi, selon l’art antérieur, on utilise autant de poche de traitement que le métal doit subir de traitements. Ainsi, si le métal en fusion doit par exemple subir quatre traitements, i.e. une désulfuration, une initialisation, une nodularisation et une inoculation entre sa sortie du four et sa coulée dans un moule, au moins quatre poches de traitement seront utilisées, chacune étant dédiée à l’un des traitementsEach of the treatments undergone by the molten metal between its exit from the oven and its pouring into a mold is carried out in a specific treatment ladle. Thus, according to the prior art, as many treatment bags are used as the metal must undergo treatments. Thus, if the molten metal must, for example, undergo four treatments, i.e. desulphurization, initialization, nodularization and inoculation between its exit from the furnace and its pouring into a mold, at least four treatment bags will be used, each being dedicated to one of the treatments
Ceci conduit à multiplier le nombre de poches mises en œuvre et donc à augmenter le coût des outillages de traitement ainsi que leur encombrement.This leads to multiplying the number of pockets used and therefore increasing the cost of processing tools as well as their size.
Par ailleurs, les différents traitements nécessitent l’injection d’au moins un réactif dans le métal en fusion contenu dans les poches. Les poches sont statiques si bien que le réactif est supposé se mélanger avec le métal en fusion de lui-même ou lors du transvasement. Ceci peut induire que le réactif ne soit pas parfaitement mélangé au métal en fusion ou bien qu’il soit nécessaire de laisser longtemps en contact le réactif avec le métal en fusion pour assurer un mélange suffisant.Furthermore, the different treatments require the injection of at least one reagent into the molten metal contained in the bags. The bags are static so that the reagent is supposed to mix with the molten metal on its own or during transfer. This may result in the reagent not being perfectly mixed with the molten metal or it may be necessary to leave the reagent in contact with the molten metal for a long time to ensure sufficient mixing.
Ceci tend à nuire à la productivité des traitements et/ou à leur qualité.This tends to harm the productivity of treatments and/or their quality.
Il existe donc un besoin d’améliorer les techniques de traitements des métaux en fusion, notamment des fontes.There is therefore a need to improve processing techniques for molten metals, particularly cast iron.
L’invention a notamment pour objectif d’apporter une solution efficace à au moins certains de ces différents problèmes.The invention aims in particular to provide an effective solution to at least some of these different problems.
En particulier, selon au moins un mode de réalisation, un objectif de l’invention est de fournir une technique de traitement de métal en fusion qui permet d’améliorer la productivité du ou des traitements réalisés.In particular, according to at least one embodiment, an objective of the invention is to provide a technique for treating molten metal which makes it possible to improve the productivity of the treatment(s) carried out.
Notamment, l’invention a pour objectif, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui permet d’améliorer le mélange d’un réactif avec un métal en fusion.In particular, the invention aims, according to at least one embodiment, to provide such a technique which makes it possible to improve the mixing of a reagent with a molten metal.
Un autre objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui concourt à augmenter le volume de traitement du métal en fusion.Another objective of the invention is, according to at least one embodiment, to provide such a technique which helps to increase the processing volume of the molten metal.
Un autre objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui concourt à augmenter la productivité d’un four mis en œuvre pour produire du métal fondu.Another objective of the invention is, according to at least one embodiment, to provide such a technique which helps to increase the productivity of a furnace used to produce molten metal.
Un autre objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui soit polyvalente notamment en ce qu’elle permette d’utiliser un même équipement pour réaliser différents traitements.Another objective of the invention is, according to at least one embodiment, to provide such a technique which is versatile, in particular in that it allows the same equipment to be used to carry out different treatments.
Un autre objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui concourt à réduire le coût de traitement d’un métal en fusion.Another objective of the invention is, according to at least one embodiment, to provide such a technique which helps to reduce the cost of processing a molten metal.
Un autre objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui soit simple de conception et/ fiable et/ou bon marché.Another objective of the invention is, according to at least one embodiment, to provide such a technique which is simple in design and/or reliable and/or inexpensive.
Pour ceci, l’invention propose un dispositif de traitement d’un métal en fusion, ledit dispositif comprenant une poche définissant un volume intérieur destiné à contenir ledit métal en fusion.For this, the invention proposes a device for treating a molten metal, said device comprising a pocket defining an interior volume intended to contain said molten metal.
Selon l’invention, un tel dispositif comprend des moyens d’entrainement en rotation de ladite poche suivant au moins un premier axe de rotation.According to the invention, such a device comprises means for rotating said pocket along at least a first axis of rotation.
Ainsi, selon cet aspect de l’invention, sur une approche originale consistant à mettre en œuvre une poche de traitement rotative .Thus, according to this aspect of the invention, on an original approach consisting of implementing a rotating treatment bag.
Cette mise en œuvre permet d’assurer un mélange rapide et efficace du ou des réactifs avec le métal en fusion contenu dans la poche, ce qui concourt à :This implementation ensures rapid and efficient mixing of the reagent(s) with the molten metal contained in the pocket, which contributes to:
- améliorer la qualité du traitement ;- improve the quality of treatment;
- augmenter en conséquence le rendement du traitement dans la poche ;- consequently increase the efficiency of the treatment in the bag;
- augmenter en conséquence le volume intérieur de la poche ;- increase the interior volume of the pocket accordingly;
- augmenter en conséquence la polyvalence de la poche en permettant de réaliser successivement des traitements différents, et- consequently increase the versatility of the bag by allowing different treatments to be carried out successively, and
- la productivité du four dans la mesure où il peut être vider plus souvent car le volume de la poche est plus important et donc rempli également plus souvent- the productivity of the oven to the extent that it can be emptied more often because the volume of the bag is greater and therefore also filled more often
Selon une caractéristique possible, ladite poche comprend une paroi interne périphérique présentant des irrégularités de surface.According to one possible characteristic, said pocket comprises a peripheral internal wall having surface irregularities.
La présence de telles irrégularités de surface permet d’améliorer le mélange dans la poche.The presence of such surface irregularities improves mixing in the bag.
Selon une caractéristique possible, lesdites irrégularités de surface sont constituées par l’aspect brut de démoulage de ladite poche.According to a possible characteristic, said surface irregularities are constituted by the raw appearance of demoulding of said pocket.
Lorsque la poche est réalisée par le moulage du matériau réfractaire, sa surface intérieure n’est pas lisse mais présente des aspérités qui améliorent le ménage dans la poche.When the pocket is made by molding the refractory material, its interior surface is not smooth but has rough edges which improve cleaning in the pocket.
Selon une caractéristique possible, lesdites irrégularités sont constituées par au moins un élément formant saillie en direction dudit volume intérieur.According to a possible characteristic, said irregularities are constituted by at least one element forming a projection in the direction of said interior volume.
Cette mise en œuvre permet d’améliorer le ménage dans la poche.This implementation makes it possible to improve cleaning in the pocket.
Selon une caractéristique possible, lesdites irrégularités sont constituées par des ondulations de surface formant saillie en direction dudit volume intérieur.According to a possible characteristic, said irregularities are constituted by surface undulations projecting in the direction of said interior volume.
Cette mise en œuvre permet d’améliorer le ménage dans la poche.This implementation makes it possible to improve cleaning in the pocket.
Selon une caractéristique possible, ladite poche comprenant au moins une pale formant saillie à l’intérieur dudit volume intérieur.According to one possible characteristic, said pocket comprising at least one blade forming a projection inside said interior volume.
Cette mise en œuvre permet d’améliorer le ménage dans la poche.This implementation makes it possible to improve cleaning in the pocket.
Selon une caractéristique possible, ladite poche comprend une paroi interne périphérique, au moins une pale latérale s’étendant depuis ladite paroi périphérique en direction du centre de ladite poche.According to one possible characteristic, said pocket comprises a peripheral internal wall, at least one side blade extending from said peripheral wall towards the center of said pocket.
Cette mise en œuvre permet d’assurer un mélange rapide et efficace du ou des réactifs avec le métal en fusion contenu dans la poche de manière simple et économique.This implementation ensures rapid and effective mixing of the reagent(s) with the molten metal contained in the pocket in a simple and economical manner.
Selon une caractéristique possible, au moins deux pales latérales s’étendent en regard l’une de l’autre depuis ladite paroi interne périphérique en direction du centre de ladite poche.According to one possible characteristic, at least two side blades extend facing each other from said peripheral internal wall towards the center of said pocket.
Cette mise en œuvre permet d’améliorer encore davantage le un mélange du ou des réactifs avec le métal en fusion contenu dans la poche.This implementation makes it possible to further improve the mixing of the reagent(s) with the molten metal contained in the pocket.
Selon une caractéristique possible, lequel ladite poche comprend une paroi interne de fond, au moins une pale de fond s’étendant depuis ladite paroi interne de fond en direction du centre de ladite poche.According to a possible characteristic, which said pocket comprises an internal bottom wall, at least one bottom blade extending from said internal bottom wall towards the center of said pocket.
Cette mise en œuvre permet d’assurer un mélange rapide et efficace du ou des réactifs avec le métal en fusion contenu dans la poche de manière simple et économique, et notamment d’éviter la stagnation des réactifs dans le fond de la poche.This implementation ensures rapid and effective mixing of the reagent(s) with the molten metal contained in the pocket in a simple and economical manner, and in particular avoids stagnation of the reagents at the bottom of the pocket.
Selon une caractéristique possible, au moins deux pales de fond s’étendent en regard l’une de l’autre depuis ladite paroi interne de fond en direction du centre de ladite poche.According to one possible characteristic, at least two bottom blades extend facing each other from said internal bottom wall towards the center of said pocket.
Cette mise en œuvre permet d’améliorer encore davantage le mélange du ou des réactifs avec le métal en fusion contenu dans la poche, et en particulier d’éviter la stagnation des réactifs dans le fond de la poche.This implementation makes it possible to further improve the mixing of the reagent(s) with the molten metal contained in the pocket, and in particular to avoid stagnation of the reagents in the bottom of the pocket.
Selon une caractéristique possible, ladite au moins une pale latérale et ladite au moins une pale de fond s’étendent dans des plans séquents parallèles à l’axe de ladite poche.According to one possible characteristic, said at least one side blade and said at least one bottom blade extend in sequential planes parallel to the axis of said pocket.
Ceci permet de créer un gradient d’agitation sensiblement uniforme dans la poche pour garantir un mélange efficace des réactifs.This creates a substantially uniform agitation gradient in the bag to ensure efficient mixing of the reagents.
Selon une caractéristique possible, ladite au moins une pale latérale s’étend au-delà de ladite au moins une pale de fond.According to one possible characteristic, said at least one side blade extends beyond said at least one bottom blade.
Dans ce cas, un espace est ménagé entre les pales de fond et les pales latérales, les pales latérales s’étendant au-dessus des pales de fond lorsque la poche est positionnée de manière telle que son axe longitudinal s’étende verticalement.In this case, a space is provided between the bottom blades and the side blades, the side blades extending above the bottom blades when the pocket is positioned in such a way that its longitudinal axis extends vertically.
Cette mise en œuvre permet d’améliorer le brassage dans la poche en générant des courants favorisant le brassage.This implementation makes it possible to improve mixing in the ladle by generating currents promoting mixing.
Selon une caractéristique possible, lesdits pales de fond et latérales forment un U comprenant une base s’étendent depuis le fond de ladite poche et deux ailes s’étendant suivant l’axe de ladite poche le long de ladite paroi interne latérale.According to a possible characteristic, said bottom and side blades form a U comprising a base extending from the bottom of said pocket and two wings extending along the axis of said pocket along said internal side wall.
Cette mise en œuvre permet également d’améliorer le brassage dans la poche en générant des courants favorisant le brassage.This implementation also makes it possible to improve mixing in the ladle by generating currents promoting mixing.
Selon une caractéristique possible, lesdits moyens d’entrainement en rotation comprennent une table tournante comprenant un plateau rotatif avec lequel ladite poche est liée en rotation.According to a possible characteristic, said rotation drive means comprise a rotating table comprising a rotating plate with which said pocket is linked in rotation.
Cette mise en œuvre permet d’imprimer de manière simple et robuste un mouvement de rotation, linéaire ou alternatif, à la poche pour garantir un mélange efficace.This implementation makes it possible to simply and robustly impart a rotational movement, linear or reciprocating, to the bag to guarantee effective mixing.
Selon une caractéristique possible, ledit plateau rotatif et ladite poche comprennent des éléments mâles/femelles aptes à coopérer pour lier en rotation ledit plateau et ladite poche.According to one possible characteristic, said rotary plate and said pocket comprise male/female elements capable of cooperating to connect said plate and said pocket in rotation.
Cette mise en œuvre peut permettre d’assurer une liaison en rotation simple et robuste. Lorsque les axes des éléments mâles/femelles sont sensiblement parallèles à l’axe longitudinal de la poche, cette liaison en rotation peut être assurée facilement sans que le fond de la poche repose sur le plateau rotatif.This implementation can ensure a simple and robust rotational connection. When the axes of the male/female elements are substantially parallel to the longitudinal axis of the pocket, this rotational connection can be easily ensured without the bottom of the pocket resting on the rotating plate.
Selon une caractéristique possible, un dispositif selon l’invention comprend des moyens de soutien de ladite poche, lesdits moyens de soutien reprenant le poids de ladite poche de manière telle qu’elle ne soit pas supportée par ledit plateau.According to one possible characteristic, a device according to the invention comprises means for supporting said pocket, said support means taking up the weight of said pocket in such a way that it is not supported by said plate.
Cette mise en œuvre permet de soulager le plateau rotatif et de sous-dimensionner en conséquence les moyens d’entrainement mis en œuvre pour imprimer au plateau un mouvement. Ceci permet de réduire le coût des moyens d’entrainement (moteur et transmission) et de réduire leur encombrement.This implementation makes it possible to relieve the rotating plate and consequently to undersize the training means used to give the plate a movement. This makes it possible to reduce the cost of the drive means (motor and transmission) and to reduce their size.
Selon une caractéristique possible, lesdits moyens de soutien comprennent un portique comprenant au moins deux pieds aptes à reposer sur le sol reliés par au moins une traverse, ladite poche étant relié à ladite traverse par une liaison pivot fixe.According to one possible characteristic, said support means comprise a gantry comprising at least two legs capable of resting on the ground connected by at least one crosspiece, said pocket being connected to said crosspiece by a fixed pivot connection.
Une telle mise en œuvre permet d’assurer, de manière simple, robuste et efficace, une reprise des efforts de la poche de sorte à soulager le plateau rotatif tout en autorisant la rotation de la poche.Such an implementation makes it possible to ensure, in a simple, robust and effective manner, a recovery of the forces of the bag so as to relieve the rotating plate while allowing the rotation of the bag.
Selon une caractéristique possible, un dispositif selon l’invention comprend un palonnier, ladite poche étant reliée audit palonnier par une liaison pivot suivant un deuxième axe de rotation essentiellement perpendiculaire audit premier axe de rotation.According to one possible characteristic, a device according to the invention comprises a spreader, said pocket being connected to said spreader by a pivot connection along a second axis of rotation essentially perpendicular to said first axis of rotation.
Cette mise en œuvre peut permettre de renverser la poche pour en déverser le contenu.This implementation can make it possible to overturn the bag to pour out its contents.
Selon une caractéristique possible, ledit palonnier est solidarisé audit portique de manière réversible.According to a possible characteristic, said lifting beam is secured to said gantry in a reversible manner.
Ceci permet de désolidariser du portique la poche solidaire du palonnier.This allows the pocket attached to the rudder to be separated from the gantry.
L’invention couvre également un procédé de traitement d’un métal en fusion à l’intérieur d’une poche d’un dispositif selon l’une quelconque des variantes ci-dessus, ledit procédé comprenant :The invention also covers a method of treating a molten metal inside a pocket of a device according to any of the above variants, said method comprising:
- une étape d’introduction dudit métal en fusion dans ladite poche ;- a step of introducing said molten metal into said pocket;
- au moins une étape de traitement comprenant l’injection d’au moins un réactif de traitement dans ladite poche ;- at least one treatment step comprising the injection of at least one treatment reagent into said pocket;
- une étape d’entrainement en rotation de ladite poche pour mélanger ledit au moins un réactif avec ledit métal en fusion ;- a step of rotating said pocket to mix said at least one reagent with said molten metal;
- une étape de coulée du métal en fusion.- a step of pouring the molten metal.
Selon une variante, un tel procédé comprend plusieurs étapes successives de traitements.According to one variant, such a method comprises several successive processing stages.
Selon une variante possible, le ou lesdits traitements appartiennent au groupe comprenant :According to a possible variant, the said treatment(s) belong to the group comprising:
- la désulfuration ;- desulfurization;
- l’initialisation ;- initialization;
- la nodularisation ;- nodularization;
- l’inoculcation.- inoculation.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnée à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of particular embodiments, given by way of simple illustrative and non-limiting example, and the appended drawings among which:
6. Description de modes de réalisation particuliers6. Description of particular embodiments
On présente, en relation avec les figures 1 à 5, un exemple d’un dispositif de traitement de métal en fusion selon l’invention.We present, in relation to Figures 1 to 5, an example of a device for treating molten metal according to the invention.
Un tel dispositif comprend une poche 1. Une telle poche 1 porte parfois dans le domaine de la métallurgie les appellations suivantes selon le contexte dans lequel elle est utilisée :Such a device comprises a pocket 1. Such a pocket 1 sometimes bears the following names in the field of metallurgy depending on the context in which it is used:
- poche de transfert ;- transfer pocket;
- poche de coulée ;- casting ladle;
- poche de traitement.- treatment bag.
Par soucis de simplification, nous utiliserons ici le terme poche qui pourra assurer indifféremment au moins les fonctions de trois types de poches mentionnées ci-dessus.For the sake of simplification, we will use here the term pocket which can indifferently ensure at least the functions of three types of pockets mentioned above.
Dans ce mode de réalisation, cette poche 1 se présente sous la forme d’un cylindre muni d’une paroi périphérique 10 et d’un fond 11. La poche 1 est ouverte à l’extrémité opposée au fond 11 par une ouverture supérieure 12. Cette ouverture supérieure 12 présente un bec verseur 13. Elle peut être refermée au moyen d’un couvercle amovible 2.In this embodiment, this pocket 1 is in the form of a cylinder provided with a peripheral wall 10 and a bottom 11. The pocket 1 is open at the end opposite the bottom 11 by an upper opening 12 This upper opening 12 has a pouring spout 13. It can be closed by means of a removable cover 2.
La poche 1 comprend une paroi interne périphérique 100 et une paroi interne de fond 110 qui délimitent un volume intérieur 14 apte à contenir du métal fondu. Le métal fondu peut par exemple être de la fonte, un alliage ferreur, un alliage léger, un alliage cuivreux ou tout autre alliage ou métal.The pocket 1 comprises a peripheral internal wall 100 and an internal bottom wall 110 which delimit an interior volume 14 capable of containing molten metal. The molten metal can for example be cast iron, a iron alloy, a light alloy, a copper alloy or any other alloy or metal.
Au moins une pale 15, 16 forme saillie à l’intérieur du volume intérieur 14.At least one blade 15, 16 projects inside the interior volume 14.
Au moins une pale latérale 15 s’étend depuis la paroi interne périphérique 100 en direction du centre de la poche 1, i.e. en direction de son axe longitudinal A ou de son volume intérieur 14. Dans un premier mode de réalisation illustré aux figures 2 à 4, la poche 1 comprend deux pales périphériques 15. Ces deux pales 15 s’étendent en regard l’une de l’autre depuis la paroi interne périphérique 100 en direction du centre de la poche 1. Plus de deux pales périphériques 15 pourraient être mises en œuvre. Le cas échéant, elles s’étendent préférentiellement deux à deux en regard l’une de l’autre.At least one side blade 15 extends from the peripheral internal wall 100 towards the center of the pocket 1, i.e. towards its longitudinal axis A or its interior volume 14. In a first embodiment illustrated in Figures 2 to 4, the pocket 1 comprises two peripheral blades 15. These two blades 15 extend facing each other from the peripheral internal wall 100 towards the center of the pocket 1. More than two peripheral blades 15 could be implemented. Where applicable, they preferably extend two by two facing each other.
La poche 1 comprend également au moins une pale de fond 16 s’étendant depuis la paroi interne de fond 110 en direction du centre de la poche 1, i.e. vers son volume intérieur 14.The pocket 1 also comprises at least one bottom blade 16 extending from the internal bottom wall 110 towards the center of the pocket 1, i.e. towards its interior volume 14.
Dans ce premier mode de réalisation, la poche 1 comprend deux pales de fond 16 s’étendent en regard l’une de l’autre depuis la paroi interne de fond 110 en direction du centre de la poche 1. Plus de deux pales de fond 16 pourraient être mises en œuvre.In this first embodiment, the pocket 1 comprises two bottom blades 16 extending facing each other from the internal bottom wall 110 towards the center of the pocket 1. More than two bottom blades 16 could be implemented.
Les pales latérales 15 et les pales de fond 16 s’étendent dans ce mode de réalisation dans des plans séquents passant par l’axe longitudinal A de la poche 1. Ces plans sont ici perpendiculaires l’un à l’autre. Ils pourraient toutefois présenter un autre angle d’inclinaison l’un par rapport à l’autre.The side blades 15 and the bottom blades 16 extend in this embodiment in sequential planes passing through the longitudinal axis A of the pocket 1. These planes are here perpendicular to each other. However, they could present another angle of inclination relative to each other.
Les pales latérales 15 s’étendent au-delà des pales de fond 16. En d’autres termes, les pales latérales 15 s’étendent, prises selon une direction entre le fond 11 et l’ouverture 12 de la poche 1, après les pales de fond 16.The side blades 15 extend beyond the bottom blades 16. In other words, the side blades 15 extend, taken in a direction between the bottom 11 and the opening 12 of the pocket 1, after the bottom blades 16.
Chaque pale latérale 15 ou de fond 16 forme saillie vers l’intérieur du volume intérieur 14 sur une distance comprise entre 1/30eet ½ du diamètre intérieur D de la poche 1. Leur largeur L suivant un axe dans un premier plan passant par l’axe longitudinal A de la poche 1 est comprise entre 1/30eet ½ du diamètre intérieur D de la poche 1. Leur longueur l suivant un axe dans un deuxième plan perpendiculaire au premier plan est comprise entre 1/30eet ½ du diamètre intérieur D de la poche 1. Leur hauteur H suivant l’axe longitudinal A de la poche 1 est comprise entre 1/10eet 9/10ede la hauteur intérieure Hi de la poche 1.Each side blade 15 or bottom 16 projects towards the inside of the interior volume 14 over a distance between 1/30 e and ½ of the interior diameter D of the pocket 1. Their width L along an axis in a first plane passing through the longitudinal axis A of pocket 1 is between 1/ 30th and ½ of the internal diameter D of pocket 1. Their length l along an axis in a second plane perpendicular to the first plane is between 1/ 30th and ½ of the interior diameter D of pocket 1. Their height H along the longitudinal axis A of pocket 1 is between 1/10 e and 9/10 e of the interior height Hi of pocket 1.
Les pales de fond 16 comprennent une surface supérieure 161 opposée au fond 11 inclinée depuis la paroi interne périphérique 100 vers le fond 11. Cette surface supérieure 161 forme un angle α avec le fond 11 dont la valeur est comprise entre 5 et 85°. Dans une variante, la surface supérieure 161 pourra être essentiellement parallèle au fond 11.The bottom blades 16 comprise an upper surface 161 opposite the bottom 11 inclined from the peripheral internal wall 100 towards the bottom 11. This upper surface 161 forms an angle α with the bottom 11 whose value is between 5 and 85°. In a variant, the upper surface 161 could be essentially parallel to the bottom 11.
Les pales latérales 15 présentent une surface supérieure 151 et une surface inférieure 152. La surface supérieure 151 est ici sensiblement parallèles au fond 11. La surface inférieure 152 forme un angle β avec le fond 11 dont la valeur est comprise entre 5 et 175°. Dans une variante, la surface inférieure 152 pourra être essentiellement parallèle au fond 11.The side blades 15 have an upper surface 151 and a lower surface 152. The upper surface 151 is here substantially parallel to the bottom 11. The lower surface 152 forms an angle β with the bottom 11 whose value is between 5 and 175°. In a variant, the lower surface 152 could be essentially parallel to the bottom 11.
De façon générale, les surfaces supérieures et/ou inférieures des pales latérales et/ou de fond pourraient être parallèles au fond ou inclinées par rapport à celui-ci en direction de celui-ci ou dans une direction opposée depuis la paroi interne périphérique.In general, the upper and/or lower surfaces of the side and/or bottom blades could be parallel to the bottom or inclined relative to it in the direction of the latter or in an opposite direction from the peripheral internal wall.
La surface supérieure 151 des pales latérales 150 est décalée de l’ouverture 12 vers l’intérieur du volume intérieur 14 de la poche 1. Dans une variante, elle pourrait s’étendre dans le plan de l’ouverture supérieure 12 de la poche 1.The upper surface 151 of the side blades 150 is offset from the opening 12 towards the interior of the interior volume 14 of the pocket 1. In a variant, it could extend in the plane of the upper opening 12 of the pocket 1 .
Selon une variante de réalisation illustré à la
La surface supérieure 151 des portions supérieures 1501 des pales latérales 150 s’étend dans le plan de l’ouverture supérieure 12 de la poche 1. Dans une variante, elles pourraient en être décalées vers l’intérieur de la poche 1.The upper surface 151 of the upper portions 1501 of the side blades 150 extends in the plane of the upper opening 12 of the pocket 1. In a variant, they could be offset towards the inside of the pocket 1.
La surface supérieure 1502 des portions inférieures 1500 des pales latérales 150 et la surface inférieure 1503 des portions supérieures 1501 des pales latérales 150 sont essentiellement parallèles entre elles et au fond 11. Elles pourraient aussi être inclinées par rapport au fond 11 et ne pas être parallèles entre elles.The upper surface 1502 of the lower portions 1500 of the side blades 150 and the lower surface 1503 of the upper portions 1501 of the side blades 150 are essentially parallel to each other and to the bottom 11. They could also be inclined relative to the bottom 11 and not be parallel between them.
Le dispositif comprend des moyens d’entrainement en rotation de la poche 1 suivant au moins un premier axe de rotation. Dans ce mode de réalisation, ce premier axe de rotation est sensiblement confondu avec l’axe longitudinal A de la poche 1.The device comprises means for rotating the pocket 1 along at least a first axis of rotation. In this embodiment, this first axis of rotation is substantially coincident with the longitudinal axis A of pocket 1.
Les moyens d’entrainement en rotation comprennent une table tournante 17. Cette table tournante 17 comprend un carter 170 et un plateau rotatif 171. Le carter 170 loge un moteur et une transmission (non représentés) permettant d’entrainer en rotation le plateau rotatif 171. Le carter 170 loge également les moyens de commande du moteur (non représentés). Ces moyens de commande permettent notamment de programmer la fréquence de rotation du plateau rotatif 171, son sens de rotation, la durée des cycles de rotation…The rotation drive means comprise a rotating table 17. This rotating table 17 comprises a casing 170 and a rotating plate 171. The casing 170 houses a motor and a transmission (not shown) making it possible to rotate the rotating plate 171. The casing 170 also houses the motor control means (not shown). These control means make it possible in particular to program the rotation frequency of the rotary plate 171, its direction of rotation, the duration of the rotation cycles, etc.
La poche 1 est liée en rotation avec le plateau rotatif 171. Pour cela, le plateau rotatif 171 comprend au moins deux, préférentiellement trois, axes d’entrainement 1710 (éléments mâles) qui s’étendent à sa surface suivant des axes parallèles à l’axe longitudinal A de la poche 1. La poche 1 comprend des logements femelles 1720 qui s’étendent parallèlement à l’axe longitudinal A de la poche 1 et qui sont aptes à recevoir les axes d’entrainement 1710 du plateau rotatif 171. Ainsi, lorsque les axes d’entrainement 1710 du plateau rotatif 171 et les logements femelles 1720 de la poche 1 coopèrent, la poche 1 et le plateau rotatif 171 sont liés en rotation suivant l’axe longitudinal A de la poche. 1The pocket 1 is linked in rotation with the rotating plate 171. For this, the rotating plate 171 comprises at least two, preferably three, drive axes 1710 (male elements) which extend on its surface along axes parallel to the longitudinal axis A of pocket 1. Pocket 1 comprises female housings 1720 which extend parallel to the longitudinal axis A of pocket 1 and which are capable of receiving the drive axes 1710 of the rotating plate 171. Thus , when the drive axes 1710 of the rotary plate 171 and the female housings 1720 of the pocket 1 cooperate, the pocket 1 and the rotary plate 171 are linked in rotation along the longitudinal axis A of the pocket. 1
Le dispositif comprend des moyens de soutien de la poche 1. Ces moyens de soutien reprennent le poids de la poche 1 de manière telle qu’elle ne soit pas supportée par le plateau rotatif 171. Il est ainsi possible de réduire le dimensionnement des moyens d’entrainement en rotation de la poche, en particulier de la table tournante 17.The device comprises means for supporting the pocket 1. These support means take up the weight of the pocket 1 in such a way that it is not supported by the rotating plate 171. It is thus possible to reduce the dimensioning of the means of rotational drive of the pocket, in particular of the rotating table 17.
Dans ce mode de réalisation, les moyens de soutien comprennent un portique 18. Ce portique 18 comprend au moins deux pieds 180 aptes à reposer sur le sol. Ces pieds 180 sont reliés par au moins une traverse 181.In this embodiment, the support means comprise a gantry 18. This gantry 18 comprises at least two feet 180 capable of resting on the ground. These feet 180 are connected by at least one crosspiece 181.
Les moyens de soutien comprennent également un palonnier 19. Ce palonnier 19 se présent sous la forme d’un U renversé avec deux branches 190 reliées par une traverse 191.The support means also include a spreader bar 19. This spreader bar 19 is in the form of an inverted U with two branches 190 connected by a crosspiece 191.
La poche 1 est reliée au palonnier 19 par une liaison pivot suivant un deuxième axe de rotation B essentiellement perpendiculaire au premier axe A de rotation.The pocket 1 is connected to the spreader 19 by a pivot connection along a second axis of rotation B essentially perpendicular to the first axis A of rotation.
Les moyens de soutien comprennent un crochet 20. Ce crochet 20 est relié à la traverse 181 du portique 18 au moyen d’un émerillon rotatif 21. En d’autres termes, le crochet 20 est relié à la traverse 181 du portique 18 par une liaison pivot fixe d’axe essentiellement confondu avec l’axe longitudinal A de la poche. 1The support means include a hook 20. This hook 20 is connected to the crosspiece 181 of the gantry 18 by means of a rotating swivel 21. In other words, the hook 20 is connected to the crosspiece 181 of the gantry 18 by a fixed pivot connection with an axis essentially coincident with the longitudinal axis A of the pocket. 1
Le crochet 20 présente une forme complémentaire de la traverse 191 du palonnier 19 si bien que lorsque le crochet 20 coopère avec la traverse 191 du palonnier 19, le crochet 20 et le palonnier 19 sont liés en rotation suivant l’axe longitudinal A de la poche 1.The hook 20 has a complementary shape to the crosspiece 191 of the spreader 19 so that when the hook 20 cooperates with the crosspiece 191 of the spreader 19, the hook 20 and the spreader 19 are linked in rotation along the longitudinal axis A of the pocket 1.
La poche 1 est ainsi reliée à la traverse 181 du portique 18 par une liaison pivot fixe d’axe essentiellement confondu avec l’axe longitudinal A de la poche 1 au moyen du palonnier 18 et du crochet 20.The pocket 1 is thus connected to the crosspiece 181 of the gantry 18 by a fixed pivot connection with an axis essentially coincident with the longitudinal axis A of the pocket 1 by means of the spreader 18 and the hook 20.
La hauteur du portique 18 (i.e. de sa traverse 181), la hauteur du crochet 20, la hauteur du palonnier 19, la hauteur des axes d’entrainement 1710 du plateau rotatif 171 et celle des logements femelles 1720 de la poche 1 sont choisis de manière telle qu’un espace sépare le fond 11 de la poche 1 de la surface supérieure du plateau rotatif 171 tout en garantissant que les axes d’entrainement 1710 du plateau rotatif 171 coopèrent avec les logements femelles 1720 de la poche 1. Ainsi, la poche 1 et le plateau rotatif 171 sont liés en rotation sans que le plateau rotatif 171 ne supporte le poids de la poche 1 qui est repris par l’ensemble comprenant le palonnier 19, le crochet 20 et le portique 18.The height of the gantry 18 (i.e. of its crosspiece 181), the height of the hook 20, the height of the spreader 19, the height of the drive axes 1710 of the rotary plate 171 and that of the female housings 1720 of pocket 1 are chosen from manner such that a space separates the bottom 11 of the pocket 1 from the upper surface of the rotating plate 171 while guaranteeing that the drive axes 1710 of the rotating plate 171 cooperate with the female housings 1720 of the pocket 1. Thus, the pocket 1 and the rotating plate 171 are linked in rotation without the rotating plate 171 supporting the weight of the pocket 1 which is taken up by the assembly comprising the spreader 19, the hook 20 and the gantry 18.
La mise en œuvre du crochet 20 permet d’assurer que le palonnier 19 est solidarisé au portique 18 de manière réversible.The implementation of the hook 20 ensures that the lifting beam 19 is secured to the gantry 18 in a reversible manner.
Un dispositif selon l’invention peut être logé dans un enclos 26 à l’intérieur duquel il est possible d’accéder au moyen d’un portail 27.A device according to the invention can be housed in an enclosure 26 inside which it is possible to access by means of a gate 27.
De manière générale, la hauteur H des pales couvre 5 à 90% de la hauteur interne Hi de la poche. La largeur L des pales couvre 3 à 50% du diamètre interne D de la poche. La longueur l des pales couvre 5 à 90% du rayon interne de la poche, i.e. D/2. Generally, the height H of the blades covers 5 to 90% of the internal height Hi of the pocket. The width L of the blades covers 3 to 50% of the internal diameter D of the pocket. The length l of the blades covers 5 to 90% of the internal radius of the pocket, i.e. D/2.
Dans des variantes, la poche peut ne pas comprendre de pale.In variants, the pocket may not include a blade.
Dans des variantes, la paroi interne périphérique de la poche peut présenter des irrégularités de surface.In variants, the peripheral internal wall of the pocket may have surface irregularities.
Ces irrégularités de surface peuvent être par l’aspect brut du moulage de poche. Ainsi, la surface intérieure de la poche n’est pas lisse mais présente des aspérités un peu comme du papier abrasif. Un tel aspect peut être mis en œuvre y compris lorsque des pales sont mises en œuvre.These surface irregularities may be due to the raw appearance of the pocket molding. Thus, the interior surface of the pocket is not smooth but has rough edges, a bit like sandpaper. Such an aspect can be implemented even when blades are used.
Les irrégularités peuvent également être constituées par au moins un élément formant saillie en direction du volume intérieur de la poche. Cet au moins un élément peut être une pale ou autre.The irregularities can also be constituted by at least one element forming a projection towards the interior volume of the pocket. This at least one element can be a blade or other.
Les irrégularités peuvent être constituées par des ondulations de surface formant saillie en direction du volume intérieur.The irregularities may consist of surface undulations projecting towards the interior volume.
Un dispositif de traitement selon l’invention peut être mis en œuvre pour assurer le traitement d’un métal en fusion. Le métal en fusion peut être :A treatment device according to the invention can be implemented to ensure the treatment of a molten metal. The molten metal can be:
- un métal pur ;- a pure metal;
- une fonte ;- a cast iron;
- un alliage ferreur ;- an iron alloy;
- un alliage cuivreux ;- a copper alloy;
- un alliage légers ;- a light alloy;
- tout autre métal ou alliage de métaux.- any other metal or metal alloy.
En référence à la
- une étape 22 d’introduction dans la poche 1 de métal en fusion en provenance d’un four ;- a step 22 of introducing molten metal from a furnace into the pocket 1;
- au moins une étape 23 de traitement comprenant :- at least one processing step 23 comprising:
- une étape 230 d’injection d’au moins un réactif de traitement dans la poche 1 ;- a step 230 of injecting at least one treatment reagent into pocket 1;
- une étape 231 d’entrainement en rotation de la poche 1 pour mélanger l’au moins un réactif avec le métal en fusion ;- a step 231 of rotating the pocket 1 to mix the at least one reagent with the molten metal;
- une étape 24 de coulée du métal en fusion.- a step 24 of pouring the molten metal.
Le traitement peut par exemple appartenir au groupe comprenant :The processing may for example belong to the group comprising:
- la désulfuration ;- desulfurization;
- l’initialisation ;- initialization;
- la nodularisation ;- nodularization;
- l’inoculation.- inoculation.
Le procédé comprend préférentiellement plusieurs étapes successives de traitements. En particulier, le procédé peut comprendre successivement une étape d’introduction de métal en fusion dans la poche, une étape de désulfuration, une étape d’initialisation, une étape de nodularisation, une étape d’inoculation puis une étape de coulée du métal traité dans un moule pour réaliser une pièce de fonderie.The process preferably comprises several successive processing stages. In particular, the method can successively comprise a step of introducing molten metal into the ladle, a desulfurization step, an initialization step, a nodularization step, an inoculation step then a step of pouring the treated metal in a mold to make a foundry part.
Toutes les étapes de traitement ont lieu à l’intérieur de la même poche, contrairement à l’art antérieur ou chaque traitement est réalisé dans une poche différente.All treatment steps take place inside the same bag, unlike the prior art where each treatment is carried out in a different bag.
L’étape de rotation de la poche permet du fait de la présence des pales, d’assurer un mélange efficace du ou des réactifs avec le métal en fusion. On améliore ainsi le rendement et l’efficacité des traitements.The pocket rotation step, due to the presence of the blades, ensures effective mixing of the reagent(s) with the molten metal. This improves the performance and effectiveness of treatments.
Le fait d’utiliser une seule poche pour réaliser l’ensemble des traitements, permet d’éviter de verser, à l’issue de chaque étape de traitement, le contenu de la poche dans une autre poche dédiée au traitement suivant. De ce fait, on réduit les pertes thermiques et on améliore en conséquence le rendement du métal qui conserve une température élevée.The fact of using a single bag to carry out all the treatments avoids having to pour, at the end of each treatment step, the contents of the bag into another bag dedicated to the following treatment. As a result, thermal losses are reduced and the performance of the metal which maintains a high temperature is consequently improved.
Compte tenu du fait qu’on augmente le rendement, la capacité de traitement de la poche augmente si bien qu’il est possible d’augmenter son volume intérieur et de traiter une quantité plus importante de métal simultanément.Taking into account the fact that the yield is increased, the processing capacity of the bag increases so that it is possible to increase its interior volume and process a larger quantity of metal simultaneously.
Le fait d’augmenter le volume de la poche permet d’améliorer le rendement du four. En effet, il est alors possible de vider plus fréquemment le four et de le remplir de nouveau plus fréquemment aussi pour préparer le nouveau métal en fusion.Increasing the volume of the bag improves the efficiency of the oven. In fact, it is then possible to empty the furnace more frequently and refill it more frequently to prepare the new molten metal.
L’utilisation d’une seule poche permet de réduire l’encombrement de l’installation de traitement ainsi que son coût.The use of a single bag makes it possible to reduce the size of the treatment installation as well as its cost.
Claims (22)
caractérisé en ce que ledit dispositif comprend des moyens d’entrainement en rotation de ladite poche suivant au moins un premier axe de rotation.Device for treating a molten metal, said device comprising a pocket defining an interior volume intended to contain said molten metal,
characterized in that said device comprises means for rotating said pocket along at least a first axis of rotation.
- une étape d’introduction dudit métal en fusion dans ladite poche ;
- au moins une étape de traitement comprenant une d’injection d’au moins un réactif de traitement dans ladite poche ;
- une étape d’entrainement en rotation de ladite poche pour mélanger ledit au moins un réactif avec ledit métal en fusion ;
- une étape de coulée du métal en fusion.Method of treating a molten metal inside a pocket of a device according to any one of claims 1 to 19, said method comprising:
- a step of introducing said molten metal into said pocket;
- at least one treatment step comprising injecting at least one treatment reagent into said pocket;
- a step of rotating said pocket to mix said at least one reagent with said molten metal;
- a step of pouring the molten metal.
- la désulfuration ;
- l’initialisation ;
- la nodularisation ;
- l’inoculation.Method according to claim 20 or 21 in which said treatment(s) belong to the group comprising:
- desulfurization;
- initialization;
- nodularization;
- inoculation.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2209997A FR3140290A1 (en) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | Device for treating molten metal with a rotating bag |
| PCT/EP2023/076779 WO2024068775A1 (en) | 2022-09-30 | 2023-09-27 | Rotating-chamber molten metal processing device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2209997A FR3140290A1 (en) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | Device for treating molten metal with a rotating bag |
| FR2209997 | 2022-09-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3140290A1 true FR3140290A1 (en) | 2024-04-05 |
Family
ID=84569784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2209997A Pending FR3140290A1 (en) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | Device for treating molten metal with a rotating bag |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3140290A1 (en) |
| WO (1) | WO2024068775A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1398505A (en) * | 1964-06-12 | 1965-05-07 | Elektrometallurgie Gmbh | Device for alloying and processing molten metal masses in a ladle |
| US5215709A (en) * | 1991-04-05 | 1993-06-01 | Tubi Ghisa S.P.A. | Method and device for treatment of metal baths by means of a material having a high gas vapor potential |
-
2022
- 2022-09-30 FR FR2209997A patent/FR3140290A1/en active Pending
-
2023
- 2023-09-27 WO PCT/EP2023/076779 patent/WO2024068775A1/en unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1398505A (en) * | 1964-06-12 | 1965-05-07 | Elektrometallurgie Gmbh | Device for alloying and processing molten metal masses in a ladle |
| US5215709A (en) * | 1991-04-05 | 1993-06-01 | Tubi Ghisa S.P.A. | Method and device for treatment of metal baths by means of a material having a high gas vapor potential |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024068775A1 (en) | 2024-04-04 |
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