Brevet FR2137777A1 — publié le 19721229

72,6835 ■ . 2137,77 f \ La présente invention concerne un appareil destiné à atomiser un métal ou un alliage métallique :vndu. L'appareil, dont le type est connu en soi, comprend un four :î ' où le métal est coulé dans une poche et une section de refroisissement, 5 Le four et la poche de coulée sont enfermés tous les deux dans une chambre mise sous vide et/6u contenant un gaz protecteur. Dans les brevets suédois n° 16.675/69 et n° 17.286/69 on a décrit un procédé et un appareil d'atoraisation de bains fondus, tels qu'un métal fondu, par désagrégation d'un 10 filet d'un tel métal fondu à l'aide de jets de gaz ou de gaz et de liquide à haute pression, dirigés vers le filet de métal qui s'écoule. Un premier et un second jet de désagrégation, étalés chacun dans son propre plan, sont dirigés l'un vers l'autre par les côtés opposés du filet de métal et font un angle de 25 à 60° 15 l'un par rapport à l'autre. Le premier jet et le filet de métal font un angle de 30 à 60°, de préférence de ko à 45°» l'un par rapport à l'autre. Les deux jets de désagrégation sont émis à une distance l'un de l'autre telle que lorsque le filet de métal fondu est venu en contact avec le premier jet, il est dévié à peu 20 près entièrement par l'énergie cinétique de ce jet de désagrégation avant de rencontrer le second jet. Le métal en fusion est alors désagrégé en gouttes libres qui, après solidification, forment les particules de poudre voulues. Ce procédé permet de produire une telle désagrégation mais il existe également d'autres 25 procédés. Dans le procédé décrit ci-dessus, la solidification du métal fondu est facilitée par le soufflage d'un gaz, d'une façon appropriée un gaz inerte, à une température plus basse à travers les portions en cours de désagrégation du métal fondu. Le 30 gaz peut circuler dans un dôme de refroidissement afin de refroidir les particules fondues et de provoquer leur solidification. Bien qu'on utilise, d'habitude, des bains fondus dont la teneur en oxygène est faible, il peut être difficile d'empêcher l'oxydation de 1p surface des particules et lorsqu'on '35 atomi-e un acier fortement allié, on éprouve des difficultés par le fait que les composants de l'alliage forment, d'habitude, des oxydes extrêmement stables qui soat difficiles à réduire. Afin de supprimer cet inconvénient, le four et la poche de coulée ont été disposés, tous les deux, dans une chambre 4q mise rsous vide et/ou contenant un gaz protecteur, comportant des 72 16835 O137777 i iJ / / » ' organes de mise sous vide classiques, prir exemple de*; pompes d'éjection à jet de vapeur à étages multiples et des pompes à diffusion qui peuvent réduire la pression dans la chambre par _ 3 exemple jusqu'à une valeur de 10 Torr, avant que le gaz pxvo-5 tecteur ne soit introduit. L'une des difficultés qu'on éprouve est de terminer 1'atomisation du métal de la poche de coulée après qu'une vanne de mise sous vide a été ouverte, sans que le vide ou l'atmosphère de gay. protecteur de la chambre soit perdu et de con-10 server en même tenps tous les avantages obtenus à l'aide d'un équipement d'atomisation efficace, par exemple du type décrit plus haut. L'appareil selon l'invention apporte une solution satisfaisante à ces problèmes et il e?;t caractérisé par le fait 15 que la poche de coulée qui est équipée d'organes de conservation de la chaleur et d'une ouverture de soutirage dans son fond, peut être soulevée et abaissée au voisinage du dispositif de jonction avec la section de refroidissement. Lorsque la poche de coulée est en position haute elle découvre un espace inférieur dans 20 lequel la vanne de mise sous vide peut être introduite afin de fermer la chambre sous vide et, lorsqu'elle est en position basse, elle peut être reliée au dispositif de jonction dans lequel ou près duquel sont disposées des buses classiques destinées ai soufflage d'un gaz ou d'un mélange de gaz et de liquide destiné à désagré-25 ger le niétal soutiré. A titre d'exemple on a décrit ci-après et représenté au dessin annexé une forme de réalisation de l'appareil à 1'invention. La fig. 1 est une vue détaillée de la poche de 30 coulée, du four et du dispositif d'atomisation» La fig, 2 est une vue d'ensemble de l'équipement. Un four 12 destiné à empêcher un bain fondu, par exemple un acier tel qu'un acier fortement allié, de se refroidir et ,ui est même susceptible de .le chauffer, est disposé de maniè-35 re à pouvoir être incliné dans une chambre 11 mise sous vide, représentée partiellement sur la fig. 1. Le four peut être en forme de creuset comportant des bobinages de chauffage à ba^-e ou haute fréquence. Dans certains cas, le four peut comporter également un agitateur (ou bien le courant d'alimentation monophasé 40 peut être commuté en un courant d'agitation polyphasé) de manière 72 16835 2137777 que le bain fondu puisse être dégazé dans la chambre mise sous vide (à une pression de 10 Torr par exemple^» s Le bain fondu du four 12 est coulé dans une poche 13 qui peut être refroidie par eau et qui peut être interchangea-5 ble. La poche peut être équipée d'organes de conservation de la chaleur 14, tels qu'une ou plusieurs bobines d'induction destinées à empêcher le bain fondu de se solidifier dons l'espace principal de la poche et dans ouverture de coulée inférieur, 15. Les orgams de ccn-servatim de la chaleur permettent au métal d'être maintenu pendant tfes périodes de 10 longie durée dans la poche et d'être sotfciré de celle-ci avec un débit souhaité, d'une façon continue ou intermittente. Cette caractéristique est importante car le soutirage prend souvent beaucoup de temps. Sur le dessin, la poche 13 est représentée en position basse, mais le bain fondu peut également être coulé du 15 four 12 dans la poche lorsqu'elle est soulevée jusqu'à la position 16 représentée en pointillés (ou position A de la flèche à deux pointes). Lorsque la poche est en position haute elle découvre, en dessous d'elle, un espace 17 dans lequel une vanne ''tanche au vide 18 peut être introduite jusqu'à une position d'iso-20 lement de la chambre 11. Lorsque la vanne 18 a été ouverte, la poche de coulée 13 peut être abaissée jusqu'à une position centrée, proche de la paroi 19 de la chambre. La poche peut être centrée sur plusieurs broches coniques 20, des broches ou des ouvertures étant 25 réalisées sur le dessous de la poche et des ouvertures ou broches correspondantes sur la paroi de la chambre ou sur un dispositif relié à celle-ci. Un élément de jonction inférieur ou couronne d'étanchéité 21 de la poche 13 est relié, lorsque celle-ci est 30 en position basse, à un dispositif d'atomisation 22 comportant une ouverture centrale 23 pour le filet de métal fondu et des buses 24, 25 de soufflage d'un gaz inerte (argon, azote, etc..) destiné à désagréger le filet et à le diviser en gouttes comme indiqué ci-dessus). La couronne d'étanchéité 22 est amovible et 35 elle peut être appliquée contre un dispositif 26 d'alimentation, comportant des conduits d'alimentation en gaz, qui est disposé partiellement en anneau (27, 28). La couronne d'étanchéité 22 et le dispositif 26 sont appliqués contre une plaque annulaire 29 qui constitue un élément de jonction avec le dispositif de refroi-40 dissement 30 (dôme de refroidissement, cuve de granulation) qui 72 16835 4 2137777 est relié à cette plaque par un soufflet élastique 31» de manière que le dôme 30 ou les éléments de jonction 22, 26 puis-ent se déplacer verticalement. La couronne 22 et le dispositif 26 peuvent être fixés l'un à l'autre d'une façon permanente ou amovibLe. 5 La fig. 2 représente le soufflet 31 ainsi que la chambre à vide 11, le four 12 et la poche de coulée 13- Le moteur destiné à incliner le four est représenté en 32 et tout l'ensemble mis sous vide peut être déplacé par rapport au dôme de refroidissement 30, comme visible au dessin. 10 L'appareil fonctionne de la manière suivante : lorsque le four 12 a été chargé, la vanne de mise sous vide 18 située entre la chambre 11 et le dôme de refroidissement (cuve de granulation) 30 est fermée. En même temps, une poche de refroidissement 33 eqt disposée en dessous du dôme 30, à l'aide d'un 15 chariot de transport 34. La partie supérieure du dôme est pressée par des dispositifs hydrauliques 35, contre le soufflet 31o Le dôme de refroidissement est mis sous vide, jusqu'à un vide d'environ 1 mm de mercure puis le dôme et la poche de refroidissement 33 sont remplis d'un gaz inerte (argon) à la pression atmosphéri-20 que. La chambre mise sous vide est alors remplie d'un gaz inerte à la même pression et la vanne de mise sous vide est ouverte entre la chambre 11 du four et le dôme de refroidissement 30. La poche de coulée 13» (qui peut être l'une des différentes poches) est remplie et mise en position basse. De l'argon gazeux est en-25 voyé aux buses 24,25 afin de faire débuter la granulation. Après coulée et granulation, la vanne 18 est fermée entre la chambre 11 et le dôme de refroidissement 30. La chambre du four et la tour de granulation sont mises sous vide puis remplies d'air. La poche de coulée, refroidie 30 par eau, est changée en cas de besoin et le dôme de refroidissement est soulevé (en 35). La partie inférieure qui contient la poche de refroidissement 33 est mise sur le côté à l'aide des appareils amovibles 36 afin d'être nettoyée. Ce nettoyage est essentiel pour éviter un colmatage près de la poche de coulée et 35 lors d'un changement d'alliage avant la fournée de granulation suivante. Le dôme de refroidissement peut être équipé d'un ventilateur d'aspiration et d'un cyclone destinés à l'élimination de la poussière. 40 Après refroidissement la poudre est tamisée et «31e 72 16835 2137777 est placée dans un récipient de transport. Le dôme (tour de granulation^ est rempli d'argon par 1'internédiaire de la poche de refroidissement 33. Après fusion et granulation, l'argon t, zeux est aspire5 hors du dôme de refroidissement (tour de granulation) 30 par un ventilateur et un cyclone qui éliminent ainsi une quantité appréciable de particules de poussière de l'argon gazeux. L'orifice de sortie du dôme de refroidissement comporte également une vanne de mise sous vide. Il est possible de modifier l'appareil selon l'invention de diverses manières sans sortir de son cadre. Par exemple, toute 1'atomisation peut s'effectuer complètement ou partiellement sous vide, au lieu de s'effectuer dans une atmosphère de gaz protecteur. 72 16835 6 2137777 REVENDICATION 5 1. Appareil destiné à 1 *atomisation d'un métal ou d'un alliage métallique fondu, comprenant un four d'où le métal e^t coulé dans une poche et une section de refroidissement, 5 le four et la poche de coulée étant enfermés, tous les deux, dans une chambre mise sous vide et/ou contenant un gaz protecteur, comportant au moins une vanne étanche au vide, caractérisé en ce que la poche de coulée qui est équipée de dispositifs de conservation de la chaleur et d'une ouverture de soutirage dans son 10 fond, peut être soulevée et abaissée au voisinage du dispositif de jonction avec la section de refroidissement, la poche de coulée découvrant, lorsqu'elle est en position haute, un espace inférieur dans lequel la vanne de mise sous vide peut être introduite de façon à fermer la chambre et pouvant être reliée, lors-15 quelle occupe sa position basse, au dispositif de jonction dans lequel ou prè-3 duquel sont disposées des buses classiques destinées à souffler un gaz ou un mélange de gaz et de liquide afin de désagréger le filet de métal coulé. 2. Appareil suivant la revendication 1, caracté-20 risé en ce que des éléments de commande sont disposés sur la paroi de la chambre mise sous vide ou sur des éléments reliés à celle-ci ainsi que sur la poche de coulée, ces éléments de commande étant de préférence en forme de broches coniques qui peuvent être introduites dans des ouvertures afin de centrer la po-25 che dans la position voulue pendant la coulée du métal. 3. Appareils suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des dispositifs de jonction sont disposés à la partie supérieure d'un dôme de coulée et peuvent être déplacés élastiquement par rapport à ce dernier à l'aide d'organes élasti- 30 ques tels qu'un soufflet. 4. Appareil suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une couronne annulaire disposée à la partie supérieure du dôme de refroidissement supportée par les éléments élastiques, porte des éléments de jonction et/ou des bu-35 ses destinées au soufflage du gaz. 5. Appareil suivant l'une des revendications 1, 2,3 ou k , caractérisé en ce que la chambre mise sous vide qui contient le four et la poche de coulée, peut être écartée du dôme de refroidi = se'ient lorsque la poche de coulée a été soulevée 40 et la vanne fermée. 72 16835 7 2137777 6. Appareil suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que les éléments de jonction comprennent une couronne d'étanchéité comportant une ouverture destinée au métal fondu, une buse de gaz et un dispositif d'alimentation en gaz, montés sur la couronne d'une manière permanente ou amovible.