Brevet FR2101000A1 — publié le 19720331

. La présente invention a pour objet un dispositif de traitement;dJun métal -liquide et-notamment de l'aluminium. Il est connu d'effectuer le traitement de métaux liquides tels que notamment l'aluminium obtenu en général par électrolyse ignée, en vue d'éliminer les impu-5 retés ainsi que les gaz occlus, en faisant barboter dans un bain de métal liquide un gaz tel que l'azote ou le chlore, ri résulte du brassage réalisé de la sorte l'entraînement des impuretés ainsi que des gaz vers la surface du bain, sur laquelle lesdites impuretés forment une scorie tandis que les gaz's'échappent dans l'atmosphère ambiante. 10 Le gaz de traitement mis en oeuvre est introduit par l'intermédiaire de bou chons poreux disposés en général dans le fond du four ou de la poche renfermant le bain d'aluminium. Cependant, les dispositifs réalisés de la sorte présentent un certain nombre d-'-inconvénients : 15 En particulier, le brassage effectué d'une telle manière, n'est pas suffisam ment homogène, ce qui entraîne une élimination incomplète des impuretés et des gaz du métal. Par ailleurs, il est pratiquement impossible dans de tels dispositifs de doser avec précision la quantité de gaz en fonction de celle du métal, ce qui peut entrai 20 ner des réactions secondaires préjudiciables à la qualité du métal traité de la sorte. De plus, il Bst nécessaire de mettre en oeuvre en plus du four de fusion un four de maintien ou poche, ce qui accroît de façon notable le coût global de l'installation. Elle a ^ôur but—un-dispositif permettant de réaliser directement à la sortie du four de fusion un traitement efficâce^",urr-méjfea-l_J;jal_i_gue l'aluminium et d'obtenir ainsi un métal présentant un degré de pureté particulièrement "éTeveT~ledit dispositif étant d'une conception et d'une, structure particulièrement simples, 30 associées à une cadence de production élevée. Le dispositif de traitement d'un métal et notamment de l'aluminium par un gaz, du type comportant une canalisation d'entrée acheminant le métal liquide impur, une canalisation de sortie déversant le métal liquide traité dans un creuset, lesdites canalisations étant reliées par l'une de leurs extrémités au conduit d'une pompe 35 électromagnétique par l'intermédiaire de joints, est caractérisé par le fait que le dit conduit est d'une part réalisé en un matériau réfractalre présentant une porosi té ouverte prédéterminée et d'autre part disposé à l'intérieur d'un tube métallique sensiblement coaxial comportant des moyens d'étanchéité, relié à une source de gaz de traitement sous pression, de telle sorte que ledit gaz pénétrant dans ledit *0 conduit se trouve intimement brassé conjointement avec le métal liquide impur par 70 28793 2 2101.000 les courants Induits par les bobinages de ladite pompe électromagnétique.-Un tel dispositif présente un certain nombre d'avantages : Un de ces avantages résulte du fait que l'utilisation d'une pompe électromagnétique comme moyen d'acheminement du mëtal liquide permet d'assurer- un bras-® sage énergique et homogène du métal par les courants induits par les' bobinagesl de ladite pompe. Il s'ensuit que les Impuretés- et les gaz se trouvent entièrement éliminés ce qui permet d'obtenir un métal présentant un taux de pureté particulièrement élevé. Un autre avantage découle du fait que dans un tel dispositif il est possible ^ de doser avec précision les débits respectifs de métal et de gaz ds traitement ce qui permet d'optimiser le traitement. Un autre avantage résulte \du fait que le traitement du métal peut être effectué directement à la sortie du four de fusion ce qui permet d'éviter la mise en oeuvre du four de maintien ou poche, et, en conséquence II est possible dans des installations existantes, d'accroître notablement la production. Un autre avantage découle du fait qu'un tel dispositif peut être monté sur un châssis mobile et constituer de la sorte un organe Indépendant pouvant être déplacé selon les besoins d'un four à un autre four d'une même usine. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la des-20 cription qui suit donnée à titre d'exemple purement lllustratif mais nullement limitatif en référence aux dessins et schémas annexés dans lesquels : La figure 1 représente une coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de traitement de l'aluminium selon l'invention, adapté à un four basculant. La figure 2 représente en élévation un deuxième mode de réalisation d'un dis-25 positif de traitement de l'aluminium selon l'invention adapté à un four fixe. Tel qu'il est représenté figure 1, dans un premier mode de réalisation, le -dispositif de traitement d'un métal tel que l'aluminium comporte essentiellement une canalisation d'entrée 1 recevant le métal liquide impur 2 fondu dans un four basculant 3 et ce par l'intermédiaire d'un réceptacle 4. Ladite canalisation 1 est liée à l'une des extrémités d'un conduit 5 d'une pompe électromagnétique 6, réalisé en un matériau céramique réfractaire présentant une porosité déterminée tel que par exemple de l'alumine ou de la zlrcone une telle liaison étant effectuée par l'Intermédiaire d'un joint d'étanchêité référencé 7 dans son ensemble. Un tel joint présente une structure analogue au joint revendiqué par la Demanderesse dans sa demande de brevet français n° 69 42 783 déposée le 10 décembre 1969 ainsi que dans sa demande d'addition n° 69 45 218 déposée le 29 décembre 1969 pour "PERFECTIONNEMENT AUX JOINTS DE RACCORDEMENT DE CANALISATIONS D'ACHEMINEMENT DE METAUX LIQUIDES''. " L'autre extrémité du conduit 5 est reliée par l'intermédiaire d'un joint 7 analogue au joint susmentionné à la canalisation de sortie 8 débouchant dans un 70 28793 3 2101000 creuset 9 recevant le métal liquide traité 10, un tel creuset comportant une cloison 11 évitant de déverser les scories 12 résultant du traitement dans la goulotte d'utilisation 13. On voit également sur la figure que le conduit 5 est disposé à l'Intérieur 5 d'un tube métallique 14 sensiblement coaxial relié à une source de gaz de traitement Cnon représentée] au moyen de la tubulure 15, l'étanchélté d'une telle enceinte étant réalisée au moyen de soufflets métalliques 16 fixés aux extrémités du tube 14 d'une part et aux joints 7 d'autre part. Il faut noter par ailleurs que le centrage du conduit 5 ainsi que du tube 14 \ 10 dans l'axe du champ magnétique de la pompe 6 est réalisé au moyen de paliers 17 fixés sur des brides 18 calées sur les canalisations 1 et 8 respectivement, une telle fonction étant assurée au moyen d'entretoises 19. Le fonctionnement d'un tel dispositif ressort aisément de la description donnée en référence à la figure 1. 15 Le métal impur 2 en provenance du four 3 est acheminé en continu par la pompe électromagnétique 6. Au cours du passage dudit métal dans le conduit 5 'de la pompe 6, le gaz de traitement sous pression tel que l'azote ou le chlore diffuse à travers la paroi dudit conduit 5 et se trouve intimement et énergiquement brassé avec le métal sous l'influence des courants Induits par les bobinages de la pompe. 20 Le métal se trouve ainsi rigoureusement purifié et les scories 12 qui en résultent se rassemblent à la surface-du creuset 9 tandis que les gaz occlus s'échappent dans l'atmosphère ambiante. On a représenté figure 1, le dispositif objet de l'invention en position verticale, mais il est bien entendu que celui-ci peut être disposé selon une 25_orientatlon absolument quelconque. La' figure 2 représente un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de traitement de l'aluminium. ~ . „ Dans un tel mode de réalisation on met en oeuvre un fourTixe 21 comportant une conduite 22 adaptée à la canalisation d'entrée 1 au moyen de brades 23. Par 30 ailleurs.on a associé à la canalisation de sortie 8 un éjecteur à air 24 par l'intermédiaire d'une tubulure 25. Le fonctionnement d'un tel dispositif est analogue à celui décrit en référence à la figure 1, la seule différence résultant du fait que l'amorçage de la pompe électromagnétique 6 est réalisée au moyen dudit éjecteur 24. - . 35 Un tel dispositif présente l'avantage d'être rigoureusement étanche/fle métal étant à l'abri de l'air au cours de son traitement, ce qui présente dans certains cas de notables avantages. Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas où le traitement d'un métal liquide doit être effectué avec une efficacité ainsi qu'une 40 cadence de production élevées. 70 28793 4 2101000 • Il trouve en conséquence deB applications particulièrement avantageuses dans le domaine de la métallurgie. Bien que le dispositif qui vient d'être décrit paraisse le plus avantageux pour le mise en oeuvre de l'invention dans une situation technique particulière, 5 on comprendra que certaines modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de celle-ci, certains de ses éléments pouvant être remplar.és par d'autres susceptibles d'y assurer la même fonction technique. 10 15 20 25 30 35 40 70 28793 5 2101000 REVENDICATIONS 1/ Dispositif de traitement d'un métal et notamment' de l'aluminium par un gaz, du type comportant une canalisation d'entrée acheminant le métal liquide impur, une canalisation de sortie déversant le métal liquide traité dans un creuset, lesdites 5 canalisations étant reliées par l'une de leurs extrémités au conduit d'une pompe électromagnétique par l'intermédiaire de joints, caractérisé par le fait que ledit conduit est d'une part réalisé en un matériau réfractaire présentant une porosité ouverte prédéterminée et d'autre part disposé à l'intérieur d'un tube métallique sensiblement coaxial comportant des moyens d'étanchéité, relié à une source de gaz de traitement sous pression, de telle sorte que ledit gaz pénétrant dans ledit conduit se trouve intimement brassé conjointement avec le métal liquide Impur par les courants induits par les bobinages de ladite pompe électromagnétique. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite canalisation d'entrée comporte à son extrémité libre un réceptacle recevant le métal 15 liquide d'un four basculant. 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite-canalisation d'entrée est reliée par son extrémité libre à un four fixe de fusion du métal. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que 20 ladite canalisation de sortie comporte un organe d'amorçage de ladite pompe électromagnétique constitué par un éjecteur à air. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'étanchéité dudit tube métallique sont constitués par des soufflets métalliques liés chacun d'eux à l'une des extrémités dudit tube métallique d'une 25 part et à l'un desdits joints d'autre part. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit conduit ainsi que ledit tube-métalllçiue sont centrés dans l'axe du champ généré par ladite pompe électromagnétique au moyen de paliers. 7/ Dispositif selon la revendication B, caractérisé par le fait que lesdits paliers 30 sont fixés sur des brides calées sur lesdites canalisations d'entrée et de sortie. 35