Brevet FR2087972A1 — publié le 19720107

La présente invention concerne un procédé et une installation pour l'in- troduction de matériaux pulvérulents ou liquides (désulfurants, modificateurs inoculateurs) dans les métaux et alliages fondus. On connaît actuellement quelques procédés pour l'introduction de maté riaux puls7érulents dans les métaux et alliages fondus. Les mthodes pour l'introduction d'adjuvants pulvérulents dans les métaux et alliages liquides à l'aide de lances refroidies, ou de bouchons poreux, ont reçu une diffusion extrêmement limitée en raison des inconvénients suivants: - l'exploitation des installations est coûteuse; - on ne peut pas assurer l'insuflation des matériaux hygroscopiques (comme par exemple la soude); - il arrive souvent que la lance se bouche pendant l'insuflation des adjuvants; et, - les bouchons poreux sont perméables jusqu'à une certaine granulation des matériaux pulvérulents. Les procédés et les installations qui utilisent l'introduction de matériaux pulvérulents dans un jet de gaz, à l'aide de buses dans des métaux et alliages liquides, présentent, d'un côté, l'inconvénient qu'ils n'assurent pas une absorption constante de ceux-ci en raison de la dépression réduite créée par la buse et la tendance naturelle de tassement dans les conduits de transport, et, d'un autre côté, le mélange entre les matériaux pulvérulents et le métal liquide est réduit, en raison du jet laminé qui se crée pendant la pénétration des particules solides, sous la pression du gaz, dans le métal liquide. La présente invention élimine ces inconvénients en ce que l'introduction dans les métaux et alliages fondus de matériaux pulvérulents ayant une action désulfurante, inoculante et modificatrice est effectuée par l'entraînement au moyen d'une dépression créée par un jet tourbillonnaire absorbant de métal ou d'alliage fondu. L'installation utilisée pour la mise en oeuvre de ce procédé est composée principalement d'un bassin de coulage dont l'orifice d'évacuation débouche dans un tube de tourbillonnement en matériau réfractaire pourvu de trois orifices inclinés par rapport à la verticale et placés tangentiellementfpar rapport à son axe. Un exemple de réalisation de l'invention est donné ci-après en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est un schéma général de l'installation, et - la figure 2 est un schéma du tube de tourbillonnement d'évacuation. Selon l'invention, on monte l'installation pour l'introduction dans les métaux et alliages fondus, de matériaux pulvérulents, au voisinage immédiat d'une fosse de coulage (figure 1) pour assurer des conditions optima d'alimentation et d'évacuation de l'alliage liquide de l'installation. L'installation (figure 1) est composée d'un bassin de coulage et d'un séparateur de scories 1 dont l'orifice d'évacuation débouche dans un tube de tourbillonnement 2 en matériau réfractaire d'une forme spéciale (figure 2) dans lequel la coulée entre sous un angle 'cpar rapport à la verticale et tangentiellement par rapport à son axe, provoquant un mouvement intense tourbillonnant de la coulée. Le débit différent de la coulée à l'entrée des trois orifices inclinés et à la sortie du tube de tourbillonnement 2 produit une dépression absorbante des matériaux désulfurants ou modificateurs, amplifiée aussi par la dépression donnée par les forces centrifuges produites par le mouvement de rotation de celui-ci. On assure par cette absorption intense du matériau pulvérulent ou à l'état fondu, dans le jet tourbillonnant d'alliage liquide, un entraînement avec débit constant, pouvant éviter aussi lteffet de contre-pression créé par les gaz de réaction formés à la suite de l'interaction entre l'adjuvant et la coulée Par suite du mouvement tourbillonnant donné à la coulée, la colonne conserve sa forme même après la sortie du tube de tourbillonnement, en assurant de cette manière la continuation des réactions en l'absence de contact avec l'air et l'obtention de rendements de réaction supérieurs par rapport à ceux atteints avec d'autres procédés. L'installation est dotée d'un doseur 3 pour les matériaux pulvérulents ou d'un fourneau pour les liquides désulfurants ou modificateurs de divers types (figure 1). Dans le cas du dosage des petites quantités de modificateurs, surtout à l'état liquide, on introduit par le raccord 5, pour la protection de celui-ci, des gaz inertes à basse pression (azote sous une pression de 0,1 atm). Tout l'ensemble est installé dans un bâti 6 à une hauteur déterminée par la colonne de liquide du tube de tourbillonnement d'évacuation. On dispose sous l'installation une poche de coulée 7 pour collecter la coulée traitée, ou des formes pour pièces coulées à masselote continue. On fond la coulée dans le bassin en respectant un niveau minimum nécessaire à la création des forces d'absorption. Ce procédé et l'installation qui constituent l'objet de la présente invention offrent les avantages suivants - l'installation est de construction simple, bon marché et de manipulation facile; - on obtient un rendement élevé de désulfuration ou de modification; - on peut utiliser des matériaux pulvérulents de granulations différentes ou même à l'état liquide; - on peut exécuter par ce procédé la désulfuration avec divers matériaux comme : la chaux, le magnésium, un préalliage riche en calcium et magnésium, sous forme pulvérulente ou divers coulages désulfurants; - on peut faire la modification et l'inoculation des coulages avec les matériaux comme le ferrosilicium, le silicocalcium, le magnésium, des préalliages de magnésium ou d'autres éléments sous forme pulvérulente ou même à l'état fondu; - on peut facilement régler le dosage des matériaux désulfurants ou modificateurs en actionnant le doseur 3 et, dans le cas de l'utilisation de matériaux à l'état liquide, on utilise la pression du gaz protecteur 5; - on peut effectuer l'introduction simultanée des deux matériaux modificateurs dans deux états d'agrégation différents, par exemple du magnésium métallique fondu et du ferrosilicium pulvérulent; et, - l'installation assure un grand nombre de désulfurations ou modifications, à l'échelle industrielle, d'alliages fondus ce qui pose dans le cas de l'utilisation d'autres méthodes, des problèmes techniques particuliers. Le nombre d'utilisations dépend du matériau réfractaire utilisé à la confection du tube tourbillonnant d'évacuation. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'introduction de matériaux pulvérulents ou liquides ayant une action désulfurante, inoculante et modificatrice, dans les métaux et alliages fondus, caractérisé en ce que l'entraînement et l'introduction des matériaux pulvérulents sont effectués au moyen d'une dépression créée par un jet absorbant de métal ou d'alliage fondu tourbillonnant d'une manière intense. 2. Installation pour l'introduction dans les-matériaux et alliages fondus, de matériaux pulvérulents ou liquides selon le procédé faisant l'objet de la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un bassin de coulage (1) et d'un séparateur de scories, dont l'orifice dSévacuation débouche dans un tube de tourbillonnement (2) pourvu de trois orifices inclinés selon un angle > par rapport à la verticale et tangentiellement à la section intérieure de celui-ci, d'un doseur (3) pour les matériaux pulvérulents et d'un fourneau doseur (4) pour les liquides désulfurants ou modificateurs protégés par un gaz inerte que l'on introduit par un tube (5) fixé sur un bâti (6) sous lequel on dispose-une poche de coulée ou une forme pourvue d'une masselote continue (7).