Brevet FR2085436A1 — publié le 19711224

La présente invention a pour objet une installation de traitement et d'acheminement de métaux liquides en vue de leur coulée. flans le domaine de la métallurgie des métaux tels que l'aluminium, le zinc ou autres, un certain nombre de problèmes et sujetions techniques apparaissent dans les diverses étapes conduisant du métal solide à son utilisation à l'état liquide, en vue de sa coulée-par exemple. Des impératifs de prix de revient et de rendement notamment, entrainent la nécessité de surmonter au mieux de tels aléas. En particulier, on est conduit à réduire à une valeur minimale les pertes au feu résultant de la fusion de a matière première, se présentant sous forme soit de lingots, soit de déchets tels que des copeaux, des rognures, des chutes ou autres. Par ailleurs, la fusion de tels matériaux doit être rsalisée dans un laps de temps minimal sous peine de limiter la cadence horaire de coulée et dieugmenter de la sorte la période d'amortissement du matériel et en particulier du four de fusion. En outre l'acheminement du métal liquide depuis le four de fusion jusqu'à un four ou poche de maintien doit être de même effectué le plus rapidement possible, donc selon un débit notable. D'autre part, il est également nécessaire de dégazer, rapidement, le métal dans une installation sous vide, afin disbtenir un métal sain, exempt d'impuretés qu'il y a lieu d'acheminer enfin vers les postes de travail constitués notamment par des installations de coulée continue ou semi-continue ou encore par des poches de coulée ou par des moules de fonderie. Les installations mises en oeuvre jusqu'ici ne permettent ni de par leur conception-ni de par leur structure de résoudre efficacement de tels problèmes, et présentent en conséquence un certain nombre d'inconvénients. En particulier, l'acheminement du métal liquide du four de fusion vers la poche de maintien est effectué par gravité, - une telle opération nécessitant soit un basculement des fours, soit' unie disposition des divers postes mis en oeuvre, à des niveaux différents. Une telle opération présente forcément un débit limité se soldant par d'appréciables pertes de temps. Par ailleurs, l'alimentation en métal fondu des postes de travail est réalisée par gravité à la manière précédemment indiquée, le débit en métal étant régulé soit manuellement, soit, en mettant en oeuvre de l'air comprimé. Il en résulte que de telles installations nécessitent une importante main d'oeuvre, ce qui entraîne une augmentation notable du prix de revient des lingots coulés. La présente invention permet de remédier à de tels inconvénients et elle a pour objet une installation automatique de traitement et d'acheminement de métaux liquides en vue de leur coulée permettant de surmonter les problèmes et sujetions techniques susmentionnés tout en présentant une grande souplesse de fonctionnement et une fiabilité élevée. L'installation de traitement et d'acheminement de métaux liquides comporte plusieurs postes disposés à la suite les uns des autres et comprenant successivement au moins un four de fusion du métal, au moins une poche de maintien dudit métal à l'état liquide, au moins un four de dégazage sous vide, ladite installation alimentant au moins un poste de travail et comportant des moyens d'acheminement du métal liquide de l'un des postes à l'autre constitués par des pompes électromagnétiques ou analogue, caractérisé par le fait que lesdits postes sont disposés sur le même plan horizontal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence aux schémas et dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une installation de traitement et d'acheminement de métaux liquides selon l'invention, - la figure 2 représente une variante de ladite installation selon l'invention. Selon la figure 1 une installation de traitement et d'acheminement de métaux liquides comprend successivement un four de fusion 1 un four ou poche de maintien 2 du métal liquide en fusion un four de dégazage sous vide 3. Le four de fusion 1 du type fixe non basculant reçoit en continu le métal à l'état solide sous forme par exemple de copeaux 4 par l'intermédiaire d'une goulotte 5 débouchant sur une partie inclinée 6 dudit four. Par ailleurs une pompe électromagnétique 7 immergée dans le métal en fusion 8, reflue en permanence-du métal liquide sur lesdits copeaux 4 assurant de la sorte leur fusion continue, le métal liquide qui en résulte s'écoulant le long du plan incliné 6. Un tel mode de fusion permet de réduire la perte au feu en assurant d'une part l'enfouissement rapide du métal solide et d'autre part un brassage énergique du bain de métal en fusion par la pompe 7. I1 en résulte en outre une fusion accelérée du métal ainsi qu'une réduction du temps d'exposition dudit métal à l'action oxydante de l'atmosphère. Avantageusement, on laisse en permanence dans le four 1 une certaine quantité de métal liquide qui constitue un volant thermique et favorise de la sorte la fusion. La figure 2 représente une variante de réalisation du four 1 précédemment décrit. Dans ce cas, la pompe électromagnétique 7 est disposée à l'extérieur du four 7. Une telle variante est mise en oeuvre dans le cas ou ladite pompe 7 ne peut pas être disposée au sein du métal liquide 8 notamment lorsque ledit métal présente un point de fusion élevé. Bien entendu, on peut au lieu de prélever le métal liquide reflué dans le four même, le pomper à partir d'une source extérieure quelconque telle qu'un four, une poche ou autres. En se référant à nouveau à la figure 1, le métal liqudie 8 du four 1 est acheminé en continu vers le four ou poche de maintien 2 au moyen d'une pompe électromagnétique 9 permettant d'assurer avantageusement un débit constant ainsi qu'une vitesse d'acheminement élevée ce qui ne peut pas être réalisé en mettant en oeuvre les dispositifs classiques. Ledit four 2 de même que le four 1 est fixe et non basculant et toux deux sont disposés sur un meme plan herizpntal. Bien entendu le débit de la pompe 9 est asservi au niveau du métal liquide dans la poche de maintien 2. Par ailleurs, il est avantageux d'une part de prévoir dans le four de fusion 1 un volant thermique moyen relativement important pour favoriser la fusion rapide des copeaux de métal et d'autre part de faire travailler le four de maintien 2 à volume constant, de telle sorte que le métal liquide demeure en permanence à une température sensiblement constante. Le métal liquide acheminé par la pompe 10 est par la suite dégazé dans le four 3 relié à une pompe à vide 11. I1 faut noter également que dans certains cas la poche de maintien 2 et le four de dégazage 3 peuvent être remplacés par un seul et même four. Ledit four 3 comporte une pompe electromagnétique immergée 12 assurant un brassage bénéfique du bain de métal liquide 8 ce qui conduit à une augmentation de la vitesse de dégazage,. De même que la pompe 7, et pour des raisons analogues, ladite pompe 12 peut être disposée à l'extérieur du four 3. Enfin, une pompe électromagnétique 13 achemine le métal liquide vers les postes de travail et notamment de coulée, ladite pompe 13 permettant avantageusement d'obtenir une quantité déterminée de métal liquide sous un débit variable et aisément programmable. On notera également que dans une telle installation, le métal se trouve en permanence à l'abri de l'air ce qui limite son oxydation d'une part et l'absorption éventuelle de gaz d'autre part. Un tel avantage est assuré notamment par la mise en oeuvre de pompes du type électromagnétique permettant de véhiculer les liquides dans des circuits entièrement scellés et présentant de ce fait une très bonne étanchéité. L'installation, objet de l'invention, peut être mise en oeuvre dans tous les cas où le traitement et l'acheminement d'un métal liquide doivent être assurés de façon automatique et à débit prédéterminé. En particulier, - elle est avantageusement mise en oeuvre notamment dans la métallurgie de l'aluminium, du zinc, du magnésium et autres. Bien que 1B dispositif qui vient d'être décrit paraisse le plus avantageux pour la mise en oeuvre de l'invention dans une situation technique particulière on comprendraque diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de celle-ci, certains de ses éléments pouvant être remplacés par d'autres susceptibles d'y assurer la même fonction technique. REVENDICATIONS 1/ Installation de traitement et d'acheminement de métaux liquides comportant plusieurs postes disposés à la suite les uns des autres et comprenant successivement au moins un four de fusion du métal, au moins une poche de maintien dudit métal à l'état liquide, au moins un four de dégazage sous vide, ladite installation alimentant au moins un poste de travail et comportant des moyens d'acheminement du métal liquide de l'un des postes à l'autre constitués par des pompes électromagnétiques ou analogue, caractérisée par le fait que lesdits postes sont disposés sur le même plan horizontal. 2/ Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit four de fusion comporte une pompe électromagnétique ou analogue refluant en permanence du métal en fusion, sur le métal solide introduit dans ledit four. 3/ Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ladite pompe électromagnétique est immergée dans ledit métal en fusion. 4/ Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ladite pompe électromagnétique est disposée à l'extérieur dudit four. 5/ Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que ladite pompe électromagnétique prélève ledit métal en fusion dans ledit four. 6/ Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que ladite pompe électromagnétique pré love ledit métal en fusion dans une poche de fusion annexe. 7/ Installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que ledit four de dégazage cpmporte une pompe électromagnétique immergée assurant le brassage du métal liquide. 8/ Installation selon l'une des revendications 1, 2, 4, 5, 6, caractérisée par le fait que ledit four de dégazage comporte une pompe électromagnétique extérieure assurant le brassage du métal liquide. 9/ Installation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que le débit de la pompe électromagnétique acheminant le métal liquide du four de fusion à la poche de maintien est asservi au niveau du métal dans ladite poche. 10/ Installation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que la pompe électromagnétique acheminant le métal liquide'du four de dégazage au poste de travail présente un débit programmé.