Brevet FR2011925A1 — publié le 19700313

. La présente invention concerne un procédé de réduction directe et de coulée continue pour des matériaux métalliques en .... forme de barres et se rapporte également à un appareil ou dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Les alliages et plus particulièrement les ferro-alliages sont produits par des procédés de réduction selon des techniques classiques. Par exemple, une technique classique consiste à utiliser des creusets ou des fours à induction dans lesquels des électrodes sont introduites pour participer à la production des températures de réaction prescrites» Les produits choisis prenant part dans la réaction et un fondant approprié et quelques fois des matières servant à la formation de la scorie sont introduits. Avec le temps et sous des conditions établies» l'alliage se dépose au fond du creuset et est évacué périodiquement. Ces techniques cependant présentent des limites et désavantages inhérents. Par exemple, on utilise généralement des matières rêfractairés oxydes. A cause de la vie relativement brève des revêtement oxydas réfractaires, la production des alliages est fréquemment interrompue et de ce fait la production est réduite» Les aatièr-as rêfractairés ae sont pas seulement partiellement responsables pour l'introduction d'impuretés dans l'alliage par participation à la réaction, sais limitent de ce fait également la vie du four ou du-osauset- Généralement on néc°?site /les températures dé"réaction élevées et de telles températures amènent des pertes 1 ' évaporatian et augmentent la réaction zvec les matières réfractaxreso En tout cas, des éléments de trace et/ou d'autres impuretés «jwi limitent ou bien l'utilisation et l'efficacité de l'alliage ou demandent une purification ultérieure de l'alliage. i .1 Naturellement, les procédés de réduction et les teclmiques discutés ci-dessus sont limités dans la production, voir même incapables de produire, au moins sur une base de production, essentiellement des composés et des alliages d'éléments purs comme par exemple des matériaux à point de :?usion élevé et particulièrement le titane, le manganèse5 le nickel, le chrome, le niobium, le vanadium, le.tungstène, le molybdène et d'autres. Des éléments de ces groupes trouvent également une application dans la production de l'acier. Il est à noter que tous les composés intermétalliques et matériaux discutés ci-dessus ne sont pas ductiles r=,r inhérence et se désintègrent ou s'effritent aisément s'ils sont re-usinés. ou reformés. Jusqu'à nos jours on n'a pas encore réussi à produire des alliages et composés métalliques d'éléments en forme de barres avec BAD ORIGINAL 19319 2 2011925 les techniques mentionnées ci-dessus. Des alliages ou composés en barres seraient inévitablement beaucoup utilisés dans l'industrie, particulièrement dans la production de l'acier. Le but principal de la présente invention est de fournir une technique perfectionnée pour la production d'alliages et de composés des éléments ci-dessus par réduction directe. Un autre but de l'invention est de fournir tua procédé du type ci-dessus dans lequel le produit obtenu est coulé continuellement en des barres à applications innombrables, comme par exemple l'utilisation comme électrodes dans certaines industries, par exemple dans la production de l'acier. Un but supplémentaire de l'invention est de fournir un procédé à frais réduits et par lequel des températures relativement élevées peuvent être aisément et rapidement atteintes pour amener et activer la réaction désirée et pour la maintenir durant une période prolongée, tout ceci étant réalisé avec les avantages suivants; a. on n'a pas besoin de prendre en considération la température ou les limites de tenpératures et des températures de réaction locales relativement élevées sont réellement utilisées^ tolérées g*, sainte&ueso b. la réaction voulus est favorisée à ces températures élevées p?r brassage produit iiatec-tioa dans la but de disperser i i unifomtêaient les ingrédients sa assurant aa produit fini homogène. c= il est fourni une zone, de réaction relativement restreinte à l'intérieur de laquelle les Entières à réagir n'ont qu'à être introduites et combinées des conditions optima. d. la volatilisations les pertes et 1•introduction d'impuretés» d*ingrédients nuisibles, d'éléments de trace et d'autres impuretés sont éliminées â cause d'une zone de réaction relativement petite, 1!étanchéité efficace fournie par la scorie st l'élimination complète des matières réfractaires et le fait d'éviter toutes conditions connues, comprenant, l'environnement chimique ou bien basique ou acide, sous lesquelles la pureté du produit fini puisse être affectés dé s avantsgeus ement ou même être tharmodynami quement impossible. e. le produit formé est immédiatement solidifé par une technique de refroidissement rapide» assurant de ce fait une pureté et une qualité optimum du produit, et avant tout, tans diai- BAD ORIGINAL é9 («:■* , 2011925 •i'-.ïion des pertes par évaporation. Un autre but de l'invention est de fournir un appareil ou dispositif pour réaliser les procédés mentionnés. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ainsi que tj d'autres buts de cette dernière ressortiront de la description détaillée qui va suivre en relation avec les dessins annexés. En résumé, l'invention comporte une technique de coulée continue pour alliages métalliques, composés et particulièrement ferro-alliages. La présente technique profite d'un creuset en cuivre, refroidi à l'eau 10 et disposé verticalement, défini■"" Dans le cas d'une électrode consumable, l'oxyde métallique et le réducteur peuvent être dispersés uniformément et régulièrement d'une manière bien connue dans la technique. La réaction désirée est commencée en amorçant un arc entre l'extrémité inférieure de l'électrode et un 20 pôle négatif. Le fondant et les matières d'addition sont alors introduits. ' dans la zone de réaction dans le creuset. Les températures relativement élevées sont rapidement atteintes et après la fusion des matières formait la scorie, l'arc est éteint et la réaction d'alliage commences Cette réaction est favorisée et activée par un brassage produit par induction 25 qui assure la dispersion uniforme des différents ingrédients introduits . dans la zone de réaction. Aussitôt que le métal fondu est produits, il est séparé et abaissé peu â peu â une vitesse prescrite» Vu qut le creuset en cuivre est refroidi â l'eau, l'alliage liquide est immédiatement soumis à ces conditions de refroidissement» Pai" 30 conséquent, l'alliage se refroidira rapidement et se modifiera en prenant sur-ls-champ sa forme physique, chimique et métallurgique. L'alliage, ûazis ces circonstances, sera en forme de barre» La barre peut aloîs être coupée en des longueurs déterminées pour un emploi éventuel comme électrodes, ou petit être broyée immédiatement ou postérieurement si l'on désire fournir l'alliage sous cette forme» Dans les dessiixs annexés: la figure la représente schématiquement une vue d'en face an élévation, partiellement en coupe, de l'appareil ou dispositif utilisé pour accomplir le procédé de la présente invention; bad original 69 19319 4 2011925 la figure lb est une vue schématique de côté en élévation du dispositif de la figure la^ la figure 2 est une' vue en coupe fragmentaire en élévation montrant la plaque de support pour la barre, disposée à 5 l'intérieur du creuset, ainsi que l'électrode abaissée avant que l'arc soit amorcé pour le commencement du procédé/ la figure 3 est une vue fragmentaire analogue ^en coupe du dispositif après que l'arc soit amorcé et après l'introduction des matières destinées à former la scorie/ 10 la figure 4 est une vue analogue montrant la production de la longueur désirée de la barre ainsi que la coupe et le serrage ou prise de la barre ) la figure 5 est une vue schématique et fragmentaire en élévation et en coupe d'un dispositif selon la présente invention, 15 utilisant un creuset préféré constitué d'une partie supérieure élargie et d'une partie inférieure plus rétrécie,* la figure 5a est une vue d'en haut en coupe du creuset utilisé ' dans le dispositif de la figure 5j Selon les dessins, un dispositif lo pour la réduction directe et la 20 formation de barres selon les enseignements de la présente invention comprend un creuset 12 essentiellement tubulaire ayant une extrémité supérieure ouverte 14 et une extrémité inférieure ouverte 16. Conformément aux applications envisagées, ce creuset sera de préférence en cuivre et comprendra généralement une perforation centrale 25 ayant une forme essentiellement circulaire, quoique d'autres formes soient également utilisables.. Pour soutenir les températures de réaction relativement -élevées, les parois du creuset sont de préférence refroidies à l'eau. A ces fins, une cavité 18 essentiellement concentrique"est fournie, 30 ayant un ou plusieurs orifices d'admission 2o et orifices de sortie 22 pour faciliter la circulation continue du réfrigérant afin de fournir la baisse de température .désirée. Ce refroidissement ne sert pas seulement à refroidir les parois du creuset 12 pour préserver la longévité du creuset, mais sert également à refroidir rapidement 35 selon le cas le métal, le ferro-alliage ou un.autre alliage métallique. Pourque la réaction envisagée se fasse relativement vite et à une vitesse essentiellement constante et rapide, la réaction d'alliage envisagée est favorisée et activée en produisant un brassage par.induction 24. Les moyens de brassage par induction sont bien connus dans la technique et comprennent généralement des bobines à induction 40 BAD ORIGINAL 19319 5" 201T925 en spirales ou hélicoïdales 26. De cette manière les matières sont dispersées uniformément dans la zone de réaction et la réaction, de ce fait, se fait rapidement; le produit fini sera essentiellement uniforme et homogène. Naturellement, si désiré, on peut utiliser un moyen approprié pour amoindrir les effets des champs magnétiques engendrés dans d'autres endroits que là zone de réaction 28. Dans la description détaillée qui suit, à titre d'illustration, la production d'alliages et particulièrement la production de ferro-alliages (surtout la production en forme de barres) sera décrite. Les matières sont introduites dans la zone de réaction 28 du creuset 12 de différentes manières, y compris la technique illustrée qui comprend l'introduction et la descente ou l'abaissement d'une électrode 3o, qui peut être une électrode non-consumable. Dans ce cas, l'oxyde métallique, le réducteur, le fondant et d'autres additions sont introduits à travers un ou plusieurs becs à jauge 32 ou analogues. La matière peut être déchargée continuellement ou par intermittance, mais en tout cas d'une telle manière que les quantités désirées sont introduites dans la zone de réaction. Les matières entrant dans les orifices de sortie 32 peuvent provenir d'une trémie ou source 34 commune ou distincte. L'électrode 3o peut également être une électrode consumable et dans ce cas l'oxyde métallique et le réducteur sont uniformément dispersés à travers l'électrode. Dans ces circonstances, le fondant et autres additions pour former la scorie sont introduits séparément dans la zone de réaction par les orifices 32. Les électrodes consumables ont une longueur déterminée et sont aménagées de façon à assurer une introduction continuelle dans la zone de réaction 28, par exemple, au moy_en de rouleaux 36 et 38, dont un peut être actionné par un moteur 4o. L'arc électrique pour démarrer la réaction et pour maintenir un courant continuel durant la réaction peut être réalisé à l'aide de moyens connus dans la technique, y compris le moyen de serrage 42 permettant le passage du courant. Ordinairement le procédé est démarré ae la manière représentee sur la figure 2. Une plaque de support 44 est disposée à l'intérieur du creuset 12 et fait partie du circuit électrique. Dé.la poudre conductrice qui dans lé cas de la production de ferro-alliages est la poudre de fer 46, est déposée sur la surface supérieure de la plaque 44 directement en-dessous de l'extrémité inférieure de l'électrode 3o. Le circuit électrique est fermé et après que l'arc est amorcé, la matière pour la formation de la scorie est introduite BAD ORIGINAL 19314 « 2011925 dans la zone de réaction 28 par les orifices de sortie 32. Dans la présente description de l'invention l'électrode 3o est une électrode consumable et est composée de l'oxyde métallique et du réducteur. Pendant une période relativement courte, les matières formant la scorie fondent 72 et éteignent l'arc. Le circuit électrique sera maintenant complété par la matière en fusion entre l'extrémité inférieure de l'électrode 3o et la plaque 44» Lorsque ceci se produit, la réaction d'alliage commence. La plaque 44 qui supporte l'alliage en fusion sera abaissée à travers la perforation intérieure, 14 du creuset 12. Du moment que l'alliage formé quitte la zone de réaction, il est immédiatement et rapidement refroidi pour former une barre essentiellement cylindrique. L'homogénéité et la dispersion uniforme est favorisée au moyen d'un brassage par induction 24. Lorsque l'alliage solide 74 quitte la zone de réaction 28 et est dirigé vers le bas à travers l'extrémité inférieure du creuset 12, il est en forme de barre ayant une section essentiellement circulaire. Ainsi la barre solide 48, composée de l'alliage, est abaissée à une vitesse prescrite et lorsque la barre a une longueur prédéterminée, elle est coupée à l'aide d'un moyen de coupe âctionné ou bien manuellement ou automatiquement. Avant que cette action soit réalisée, un moyen de serrage est placé au-dessus du point de coupure pour maintenir le circuit électrique fermé* Il est à comprendre que si l'on désire, plusieurs électrodes peuvent être utilisées, par exemple trois électrodes aménagées symétriquement dans le creuset. Le creuset montré sur les figures 5 et 5a comprend une partie supérieure élargie et est particulièrement approprié à la réalisation du procédé avec plusieurs électrodes. ' Si l'on désire, on peut utiliser un chauffage supplémentaire, quoique l'utilisation d'un chauffage supplémentaire n'est pas nécessaire pour le bon fonctionnement du procédé. Un chauffage supplémentaire pourrait par exemple être réalisé par un chauffage par induction. L'alliage liquide formé à l'intérieur de la zone de réaction 28 est d'abord supporté au moyen d'une plaque ou d'un couvercle 44* Cependant, du moment que la barre en alliage solide 48 est formée, celle-ci servira à supporter l'alliage en fusion. La barre 48 est abaissée à une vitesse essentiellement réglée au moyen d'une paire „ . de roues ou de rouleaux 58 et 6o. Une des roues peut être actionnée au moyen d'un moteur 62. Ainsi sont formées des barres d'une longueur déterminée. Avant la coupure au moyen du dispositif de coup.e 5o, les barres 48 sont - » bad original 69 19319 7 20119^5 • ^ serrées automatiquement par un moyen approprié et abaissées jusqu'à un transporteur approprié. Durant ce trajet, la première barre formée sera séparée de la plaque de support 44. En plus, cette barre 48 et toutes les barres formées ultérieurement seront traitées par une ^ technique appropriée, par exemple par un jet de sable, pour enlever toute scorie pouvant encore se trouver à la surface de la barre. Si on le désire, on peut encore soumettre les barres à un polissage ultérieur pour les rendre commerciales et prêtes à l'utilisation. Le cycle d'opération pour produire des alliages en forme de barres, 10 serrer la longueur déterminée de la barre et ensuite couper la barre ' à l'endroit désiré,est continuellement répété en maintenant le chemin ■ désiré du courant, c'est à dire: source, électrode 3o, matière en fusion « dans la zone de réaction 28, barre en alliage solide 48, connection 52. En vue des températures relativement élevées dans la zone de 15 réaction 28 du creuset 12, l'entourage sera également'soumis à des températures relativement élevées. Ceci est également vrai pour les zones 'par lesquelles passent la barre solide 48 et les ftarres coupées 54» De ce fait, une zone ou une partie devrait être isolée de l'autre ou de l'entourage afin de permettre aux opérateurs de travailler aussi 20 confortablement que possible. Par conséquent, le creuset et la construction y relative pourraient se trouver au-dessus d'une plate-forme 64 à l'intérieur d'une enceinte 66, la plate-forme et l'enceinte faisant fonction d'isolant. En-dessous de la plate-forme 64 peuvent se trouver le mécanisme et l'équipement .pour le réglage de la'vitesse de descente 25 de la barre-48 et le transporteur. Ainsi la présente invention fournit un procédé pour produire des ferro-alliages par réaction d'oxydes métalliques, d'oxydes et de métal avec des réducteurs comme le carbone, le silicium, le calcium ou leurs composés. Ces derniers, en combinaison avec des éléments 30 d'alliages donnés sous les conditions envisagées, donneront des ferro-alliages ou d'autres alliages métalliques spéciaux ne pouvant pas être produits en forme de barres par d'autres procédés. En vue de la miniaturisation du dispositif entier, et en particulier des confins de la zone de réaction, la réaction d'alliage 35 entière peut être réglée et brassée dans des limites relativement précises sans pertes et sans se soucier de la contamination. Cette action est continue et rapide, avec un refroidissement immédiat de l'alliage formé en la forme désirée et en assurant la pureté optimum de la barre formée. Les barres de ce genre, et particulièrement les BAD ORIGINAL 4 19319 8 2011925 10 barres en ferro-alliages ayant le degré de pureté réellement réalisé. par la prsente invention seront très demandées et avantageusement appliquées dans la production de l'acier. Ainsi les ferro-alliages en forme de barres peuvent être introduits comme électrodes dans la production de l'acier. Quoique référence soit faite, particulièrement sur les figures 1 à 4, à un creuset cylindrique dans la présente description, il est à « comprendre que cette configuration "est" seulement donnée en vue d'une simplification. Particulièrement, la configuration circulaire de la perforation centrale n'est pas limitée à une configuration circulaire, mais peut avoir une autre configuration dépendant du genre de barres à produire. Il est à noter que l'efficacité du procédé selon la présente invention dépend largement du rapport scorie/métal liquide (pouvant aller jusqu'à 4:1) et de la surface de réaction. Voilà 1^ pourquoi un creuset 8o selon les figures 5 et 5a permet la réalisation du procédé sous les meilleures conditions. Le creuset représenté sur r les figures 5 et 5a comprend une partie supérieure élargie ou évasée 82 et tme partie inférieure plus étroite. Cette configuration permet X'emploi simultané de plusieurs électrodes ou l'emploi d'une ou de 0q plusieurs électrodes plus grosses» Ce creuset permet également la production de barres dont la section est- plus petite que celle des électrodes« Quoiqu'un creuset ayant xmB partie élargie soit particulièrement approprié pour le procédé à électrodes coJïsusiableSj il est à noter que le creuset est également utilisable dans le ~ 2^ procédé à électrode non-consumable. En exécutant le procédé selon la présente invention, on doit considérer le changement continuel de la composition de la scorie, c'est-à-dire, la quantité de la scorie n'ayant pas encorc. réagi, diminue tandis que la quantité de la scorie ayant déjà réagi augmente. Avec ces changements dans la composition de la scorie, la résistivité électrique de la scorie change par quoi un des paramètres les plus importants du procédé varie. Voilà pourquoi, afin de maintenir les meilleures conditions ainsi que des conditions constamment identiques, il sera nécessaire de retirer ou d'enlever coacinuel-35 lement la majeure partie de la scorie ayant déjà réagi.- Ceci peut être réalisé aisément en aménageant m moyen de décrassage 86 risrm le creusec comme représenté sur la figure 5» Comme le niveau de la scorie dans le creuset varie en fonction des conditions d'opération, le moyen de décrassage devrait pouvoir glisser verticalement comme représenté par 40. les flèches sur la figure 5. PAO ORIGINAL 19^19 9 2011925 Afin d'éviter une perte inutile des matières premières par découlement avec la scorie lors du décrassage, on utilise de préférence une paroi séparant la scorie des matières premières dans le creuset. Cette action peut être améliorée ou favorisée en introduisant les matières premières dans le creuset au côté opposé du moyen de décrassage ' 9 comme représenté sur les figures 5 et ,5a. Onitilise de préférence une paroi en acier refroidie à l'eau. Le dispositif des figures 5'et 5a est analogue à celui des autres figures. » Il est préférable que la température de la scorie ne soit pas sensiblement différente de celle de l'alliage liquide. En rapport avec ceci, la différence ne devrait pas être trop grande du fait de la perte d'énergie qui ne mène pas seulement à l'inefficacité du procédé, mais également à la contamination de 1'environnement par 1'évaporation du fluorure de calcium dissocié. En plus, une différence de température trop grande déréglera le chemin du courant. D'autre part, si la différence est trop faible, il n'y aura pas l'interface nette désirée,-séparant la scorie et l'alliage liquide et il y aura une suspension de l'alliage dans la scorie. Ceci n'est pas désirable. Il est préférable que la scorie se trouve au-dessus de l'alliage afin d'assurer la réaction d'alliage. En accord avec plusieurs applications réussies de cette invention, la différence de température variait entre 5o°C et 15o°C et fut généralement de l'ordre de loo°C. Les températures de réaction désirées pour des matières ou matériaux de départ et pour le produit fini se trouvent dans les manuels de métallurgie. Si cette température a été déterminée, l'énergie électrique alimentée à l'extrémité inférieure de l'électrode 3o est réglée de manière à fournir cette température à la zone de réaction 28. Un examen de la barre 4o produite par la suite indiquera si la température de réaction a été atteinte. S'il y a des inclusions dans une partie de la section de la barre, la température devrait être plus élevée. Il est également important que le gradient de température à travers la section complète de la réaction lelong de l'interface de la scorie et du métal fondu soit maintenu à un minimum, et par conséquent, la différence»de température entre la scorie et l'alliage fondu dans toute la zone de réaction 28. Ceci, naturellement, est rehaussé par le brassage par induction. S'il n'y a pas d'homogénéité .dans la barre produite 4o, on devrait augmenter le brassage. Si le brassage n'est pas suffisant, l'alimentation en courant est augmentée. • t S'il y a un brassage trop fort, on notera une turbulence et un déversement par l'extrémité 14. En d'autres termes, le brassage doit BAO ORIGINAL / % 6 5 10 15 20 25 30 35 40 1^319 10 2011925 être efficace pour fournir une température à travers à'interface entière entre la scorie et le métal pour un équilibre de réaction complet entre le bain et fondant. Il est à noter que si un creuset 8o ayant une partie supérieure élargie comme représenté par exemple sur les figures 5 et 5 a est utilisé pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, il sera nécessaire de maintenir l'interface scorie/métal liquide dans la partie supérieure de la partie inférieure plus étroite du creuset. • . ,. . "pétai. Sx 1 interface scorie/liquide monte dans la partie supérieure élargie 8o •. au creuset, le métal liquide pourra se solidifier dans cette partie, interrompant ainsi le procédé continu. Afin de soutenir ou favoriser l'écoulement de la matière de la partie supérieure élargie 82 dans la partie inférieure plus étroite 8o, Tin anneau en graphite 8o, comme représenté sur la figure 5» peut être emplacé au fond de la partie élargie, réduisant ainsi l'effet de refroidissement du réfrigérant à ce point critique. Afin de faciliter l'opération continue du procédé et d'assurer un procédé sous les meilleures conditions, particulièrement lors du procédé utilisant un creuset élargi, on a prévu un moyen de réglage avec lequel les meilleures conditions sont aisément maintenues durant toute la durée du procédé. Ainsi la puissance sera régléè par'un courant et une tension de marche prédéterminés qui sont maintenus en réglant l'immersion des électrodes dans la scorie. Le niveau de l'interface scorie/métal liquide sera réglé en variant la vitesse de descente de la barre coulée 48' selon la position ou l'immersion de l'électrode non-consumable dans la scorie ou sera réglé à l'aide de bobines d'induction si le procédé est mis en oeuvre avec une électrode consumable. Afin de faciliter davantage l'opération continue du procédé et de minimiser l'attention automatique ou personnelle, il fut trouvé souhaitable d'int roduire tin léger excès- en matériaux formant la scoriec , Comme on observera, la température des parois Il est également à noter que la configuration du creuset 8o de la figure 5, particulièrement la configuration du creuset ayant une partie élargie 82,. n'est donnée qu'à titre d'illustration. D'autres BAD ORIGINAL 19319 11 201-1925 configurations appropriées apparaitront à ceux verses dans la technique. Il est à noter qu'il n'est également pas nécessaire de munir, la partie supérieure 82 et la partie inférieure avec un système de refroidissement différent. 5 Les électrodes appropriées dans le procédé à électrode non- consumable sont des électrodes en acier ou en cuivre refroidies à l'eau, des électrodes en graphite, des électrodes en métal réfractaire ou en un composé métallique réfractaire. Les exemples suivants illustrent plus clairement la présente 10 invention Exemple 1 Les produits contenant du vanadium sont capables d'être réduits directement pour donner directement du ferro-vanadium à pureté élevée; un mélange de 4o % de V205 et 6o % d'une scorie classique comprenant 15 du vanadium et contenant environ 29 % de V205 broyé à une grosseur de grain de moins de o,5 mm sont mélangés en dés quantités stoêchiomêtriques avec un réducteur constitué de 62,5 % de carbone et de 37»5 % de FeSi 7o pendant 15 minutes, ^e mélange est extrudé dans «ne presse hydraulique pour former des électrodes cylindriques 3o d'un diamètre 20 de 12 mm. Un mélange de scorie-fondant fut préparé; ce mélange contenait du fluorure de calcium CaF2 avec 4 % de fer-ro-manganèse' classique Peî-în 8o« Un creuset en cuivre 12 à double paroi refroidi à l'eau et ayant un diamètre intérieur de lo cm et une longueur de 25 cm fuu utilisé. Dans une installation de four étant limitée à une puissance de loo kVAs un 25 arc fut amorcé entre la plaque 44 couverte d'environ 2o, gr. de poudre de fer et l'électrode. Ensuite une petite quantité de seorie-fondant fut ajoutée et fondue. Puis l'arc fut éteint par immersion de l'électrode ' dans la scorie liquide. La production résultante fut de 60 leg par heures L'effet de brassage fut obtenu par une bobine d'induction classique. 26 30 entourant le creuset en cuivre et opérant à un courant continu de 4 ampères seulement. La barre résultante en ferro-vanadium avait un diamètre légèrement inférieur à lo cm et une longueur de 1,2 m» Après que la longueur désirée fut obtenue, la barre fut sectionnée â l'aide d'un dispositif de découpage â l'acétylène, le découpage se faisant 35 en-dessous de la connection de la barre à la source électrique. Les barres chaudes furent saisies par un dispositif mécanique et transportées vers des rouleaux en acier horizontaux où elles furent traitées au jet de sable pour enlever une couche rêsiduaire de scorie. L'épaisseur de cette couche fut toujours inférieure à 2 mm. BAD ORIGINAL 69 19319 12 2011925 La consommation de fondant fut d'environ 5o gr. par kg de ferro-vanadium. Exemple 2 On a utilisé une électrode non-consumable en tungstène et on ^ a introduit dans le creuset l'oxyde métallique et le réducteur de l'Exemple 1 en même temps que la scorie-fondant. La procédure suivie fut essentiellement la même à l'exception de la façon dont les matières furent introduites dans la zone de réaction. Les résultats furent essentiellement les mêmesi Exemple 3 "Réduction directe et désoxydation de l'alliage eutectique en ferro-titane". « L'électrode fut formée de la même manière que dans l'Exemple 1 en mélangeant: 65,5 % d1éponge de titane comprenant 96 % de titane, 15 environ 3 % d'aluminium, of5 % de fer, 4,5 % de rutile, 3o % de poudre de fer ou d'éponge de fer broyé. La scorie-fondant fut identique I » à celle de l'Exemple 1, c'est-à-dir-e CaF2 + 4 % FeMn 80» Les données électriques de marche furent: Intensité 65o Ampères 20 35 Volts Courant continu. L'effet de brassage fut réalisé par une bobine à induction avec un courant continu de 4 ampères. La production fut de 85 kg par heure. Le procédé de fusion fut le même que dans l'Exemple 1. Le produit fini 25 fut un alliage eutectique de haute qualité en ferro-titane 70, avec une concentration d'aluminium en-dessous de 0,2 %. La quantité des gazes résiduaires et des éléments de trace reste la même ou'est inférieure. L'aluminium restant est transféré dans la scorie par une réaction alumino-thermique selon/ 30 3îi02 + 4A1 2 A1203 + 3Ti Le présent procédé de réduction directe ainsi que l'installation peuvent être appliqués à la production d'autre ferro-alliages comprenant du molybdène, du tungstène, du vanadium, du niobium, du chrome, du manganèse, du nickel et du titane5 tous ces alliages ayant un degré 35 élevé de pureté et un contenu réduit en gaz. Le produit obtenu est homogènesur toute la section et sur toute la longueur. Quoique référence soit faite dans la description à un courant continu pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, il est à noter que la mise en oeuvre avec un courant alternatif donne bad original 69 19319 13 iô11925 les mêmes résultats. D'après la description précédente et les dessins" annexés, il sera évident pour les techniciens que de nombreuses modifications aux modes de réalisation préférés, décrits et représentés sont possible:". 5 Par conséquent, il doit être bien entendu que ladite description est seuelement indicative et non limitative 69- 19319 14 20 U 925 1ETESDICATI0HS 1 Procédé de réduction directe et de coulée continue de matériaux métalliques caractérisé en ce qu'on fournit un creuset essentiellement tulmlaire ayant une extrémité supérieure ouverte et une extrémité inférieure ouverte 5 et comprenant une zone de réaction à température élevée entre les extrémités; qu'on introduit dans l'extrémité supérieure ouverte du creuset des matériaux choisis du groupe comprenant des oxydes métalliques, des oxydes et du métal, des réducteurs et des matières pour former la scorie. qu'on soumet les matières à des températures relativement élevées dans la ■10 zone de réaction pour les fondre; •' M qu'on produit un "brassage à l'intérieur de la zone de réaction pour disperser les matériaux uniformément; qu'on dirige le matériau métallique fondu vers le "bas à travers une zone de refroidissement; 15 qu'on refroidit le matériau formé pour le solidifier; qu'on dirige le matériau métallique solidifié à travers l'extrémité inférieure ouverte du creuset. 2 Procédé selon la revendications 1, caractérisé en ce qu'on fournit un creuset essentiellement tubulaire ayant un axe longitudinal s'étendant 20 essentiellement verticalement, une extrémité supérieure ouverte et une extrémité inférieure ouverte, un passage essentiellement central entre les deux extrémités et une zone de réaction d'alliages à température élevée • entre les deux extrémités; qu'on dispose au moins une électrode dans le passage et par l'extrémité 25 supérieure de façon à ce que l'extrémité inférieure de l'électrode se trouve près de la zone de réaction; qu'on introduit continuellement dans la zone de réaction des matériau* qui, en entrant en combinaison, donnent et maintiennent une scorie dans l'extrémité supérieure et autour de l'électrode et qui réagissent pour former le métal relativement pur et homogène; qu'on produit un brassage pour disperser les matériaux uniformément dans la zone de réaction; qu'on produit dans la zone de réaction tme température relativement élevée en passant un courant électrique d'une intensité prédéterminée à travers ^5 l'électrode et les matériaux pour coopérer à la production et au maintien de la scorie et pour produire le métal liquide pur et homogène; qu'on dirige le métal fondu.- vers le "bas; qu'on refroidit le métal à l'intérieur du creuset essentiellement immédiatement après sa formation et lorsque le métal quitte la zone de réaction. 40 3 Procédé selon les revendications 1 à 2 caractérisé en ce que l'électrode bad original 69 T9319 15 2Q11925 est une électrode non-consumable et qu'elle est disposée verticalement au- dessus du creuset de façon à ce que l'extrémité inférieure puisse être abaissée à travers l'extrémité supérieure ouverte du creuset vers la zone de réaction. 5 4 Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'électrode est une électrode consumable comprenant les matériaux qui participent à la réaction et qu'on introduit continuellement cette électrode dans la zone de réaction. 5 Procédé selon les revendications 1 à 4» caractérisé en ce que Te brassage 10 est efficace pour fournir une température à travers l'interface entière entre la scorie et le bain pour produire un équilibre d'action complet entre le bain et le fondant dans la zone de réaction entière. 6 Procédé selon les rerandications 1 à 5 caractérisé en ce que le réducteur oompTcal du fer et que le métal produit est \a-JTerro-alliage» 15 7 Procédé selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le bain à l'intérieur de la zone de réaction est supporté par le métal en dessous du bain à l'intérieur du creuset et qu'au début du procédé le bain est supporté par une plaque qui est abaissée graduellemente 8 Procédé selon les revendications 1 à 75 caractérisé en ce que le refroidis», 2ÇT sement du bain est obtenu par refroidissement far refroidissement à l'eau des parois du creuset. -y Procédé selon les revendications 1 à 8, caractérisé ©n ce que le brassage est réalisé par induction. 10 Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'on introduit ©ssen~ 25 tiellement dans la zone de réaction des matériaux choisis du groupe oompre — nant un oxyde métallique, tin réducteur comprenant du fer5 un fondant et au moins une matière d'addition. 11 Procédé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que le creuset comporte une partie supérieure élargie et une partie inférieure 30 p7us étroite, l'interface scorie/métal liquide étant maintenu essentiellement dans la zone supérieure de la partie inférieure plus étroite du creuset. 12 Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure du creuset est ouverte et que le métal sort en forme de barre. 35 13 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la barre est périodiquement coupée en dessous du creuset pour fournir des barres ayant une longueur prédéterminée. 14 Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la majeure partie de la scorie ayant déjà agi est retirée. 40 15 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 14 caractérisé en ce qu'il comprend s BAD ORIGINAL 69 19319 16 2011925 un creuset essentiellement tubulaire ayant un axe longitudinal s'étendant essentiellement verticalement, une extrémité supérieure ouverte et une extrémité inférieure ouverte, uà passage essentiellement central s'étendant entre le;3 extrémités et une zone de réaction. 5 d'alliage à température élevée se trouvant entre les extrémités; une électrode dont l'extrémité inférieure se trouve $rès de la zone de réaction; un moyen de support pour tenir l'électrode; un moyen pour introduire les matériaux dans la zone de réaction; un moyen électrique, y compris l'électrode, pour produire une température . relativement élevée et prédéterminée dans la zone de réaction; un moyen de "brassage; un moyen de refroidissement pour refroidir et solidifier le métal liquide. 16 Dispositif selon la revendication 15 caractérisé en ce que l'électrode est 15 une électrode consumable, et que le dispositif comprend un moyen pour introduire continûment l'électrode dans la zone de réaction. 17 Dispositif selon les revendications 15» 16 caractérisé en ce que le creu-. set est en cuivre. 18 Dispositif selon les revendications 15? 17 caractérisé en ce que le so- 20 yen de refroidissement comprend une cavité délimitée par les parois du creuse^ un orifice d'entrée et un orifice de sortie et un moyen pour alimenter continûment le moyen de refroidissement en réfrigérant. 19 Disposit-if selon les revendications 15, 18, caractérisé en ce que le moyen de brassage est un moyen à induction. 25 20 Dispositif selon les revendications 15 à 19 caractérisé en ce que l'extré. I mité inférieure du creuset est ouverte et que le dispositif comprend un moyen pour suprorter ou maintenir la barre sortie du creuset. 21 Dispositif selon la revendication 20 caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour couper la barre en des longueurs prédéterminées. 30 22 Dispositif selon les revendications 15 - 20, caractérisé en ce que le creuset comprend une plaque pour supporter le métal au début du procédé. 23 Dispositif selon les revendications 15-22 caractérisé en ce que le creuset comprend une partie supérieure élargie. 24 Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que le creuset 35 comprend un moyen de décrassage pour enlever la scorie. 25 Dispositif selon la revendication 24) caractérisé en ce que le rr.oyen de décrassage peut être déplacé verticalement. 26 Dispositif selon les revendications 23-25 caractérise êe ce rniç le creuset comprend une paroi pour séparer les matières premières de la scorie lors du 40 décrassage. Rflr> ORIGINAL 69 193"! 9 17 2611925 27 Dispositif selon la revendication 26 caractérisé en ce que la paroi est en acier et refroidie à 11 eau. 28 Dispositif selon les revendications 23—27 caractérisé en ce que le creuset 40 comporte un anneau en graphite au fond de la partie élargie . BAD ORIGINAL