Brevet FR2193883A1 — publié le 19740222

L'invention concerne la métallurgie et a notamment pour objet un mélangeur pour le chauffage de métaux et l'élimination de leurs impuretés non-métalliques nuisibles. On connaît largement un mélangeur pour le chauffage de métal et de laitier, constitué par une capacité à sections installée sur une fondation et dotée d'une sole et d'un couvercle avec un trou pour l'introduction du flux et le chargement du métal liquide. Deux rangées d'électrodes raccordées à une source de courant sont disposées respectivement dans la partie inférieure et dans la partie supérieure de la capacité. Etant donné que les électrodes sont placées dans les parois latérales de la capacité à une grande distance l'une de l'autre, la mise en température du bain demande beaucoup de temp-s, ce qui abaisse le rendement de l'installation. Le but de l'invention est de supprimer l'inconvénient indiqué. Il s'agissait donc de crier un mélangeur à laitier électroconducteur pour le chauffage d'un métal et l'élimination de ses impuretés non métalliques nuisibles, dans lequel la distance entre les électrodes serait telle qu'elle assurerait une mise en température rapide du bain. La solution consiste en un mélangeur à laitier électroconducteur pour le chauffage d'un métal et l'élimination de ses impuretés non métalliques nuisibles, comprenant une chambre à section ronde disposée verticalement et pourvue d'une sole et d'un couvercle avec un trou pour le chargement du métal liquide, et deux rangées d'électrodes réfractaires de même diamètre, raccordées à une source de courant et disposées radialement dans, respectivement, la partie inférieure et la partie supérieure de ladite chambre, ledit mélangeur étant caractérisé, d'après l'invention, en ce que le diamètre intérieur de la partie inférieure de la chambre est plus petit que le diamètre intérieur de sa partie supérieure et a une valeur comprise entre 1, Le fait que la chambre cylindrique du mélangeur ait au niveau de la rangée inférieure d'électrodes, un diamètre de 1,2 à 1,7 fois le diamètre des électrodes, permet d'obtenir une haute température dans cette partie de la chambre au moment de la fusion du flux. D'autre part, le fait que le diamètre de la chambre au niveau de la rangée supérieure d'électrodes soit de ?,5 à 3 fois le diamètre des électrodes permet d'augmenter la surface de contact entre les bains de laitier et de métal et d'assurer ainsi un échange thermique efficace entre le laitier et le métal lors du chauffage du métal. Dans ce qui suit, un exemple concret mais non limitatif de réalisation du mélangeur proposé est décrit avec références au dessin unique annexé qui représente une vue en coupe longitudinale du mélangeur à laitier électroconducteur conforme à l'invention. Le mélangeur est constitué par une chambre cylindrique t garnie de briques réfractaires t. La chambre 1 est installée sur une fondation 3 et fermée par un couvercle 4 ayant un trou 5 pour le chargement du métal liquide et pour la sortie des gaz. Au niveau de la sole 6 du mélangeur sont disposées trois électrodes 7 équidistantes, raccordées à une source de courant triphasé à l'aide de pinces 8 refroidies par eau et de câbles souples 9. Afin de concentrer la haute température au moment de la fusùi du flux, les électrodes sont disposées à une distance minimale les unes des autres ; à cet effet, le diamètre intérieur du garnissage de la chambre à leur niveau a une valeur comprise entre 1,2 et l7 fois le diamètre des dléctrodes. La seconde rangée d'électrodes 10 est elle aussi raccordée à la source de courant triphasé, à l'aide de pinces refroidies il par eau et de câbles 12. Elle est disposée dans la partie supérieure du mélangeur, à une distance de la sole qui dépend de la capacité du mélangeur. Afin d'augmenter la surface de contact entre le bain de laitier et le bain de métal, et d'assurer ainsi un échange thermique efficace, compte tenu de la résistivité du bain de laitier, on donne au diamètre intérieur du garnissage de la chambre 1 au niveau de la rangée supérieure d'électrodes 10 une valeur comprise entre 2,5 et 3 fois le diamètre des électrodes. Pour la coulée du métal du mélangeur sont prévus un trou de coulée 13 et une goulotte 14. Le mélangeur fonctionne de la façon suivante. Avant le chargement on réchauffe le garnissage du mélangeur jusqu'à une température proche de 700 ou 8000C, puis, à travers le trou 5, on verse sur la sole 6 de la chambre 1 un matériau réfractaire électroconducteur, par exemple du coke ou des débris d'électrodes, On verse ensuite un flux électroconducteur à bas point de fusion, mélangé au préalable avec une poudre exothermique. Tous ces matériaux sont chargés de façon à recouvrir la rangée inférieure d'électrodes 7. En faisant circuler un courant électrique à travers le flux, on le fait fondre et on porte le bain à une température élevée. Ceci fait, on met hors tension la rangée inférieure d'électrodes 7 et on charge le métal (préfondu dans n'importe quel appareil de fusion). Comme le poids spécifique du métal est plus grand que celui du laitier, le laitier remonte à la surface du métal et ferme le circuit entre les électrodes 10 de la rangée supérieure. On branche sur la source de courant la seconde rangée d'électrodes 10 et on fait circuler le courant à travers le bain de laitier, ce qui échauffe le métal et le maintien à une hante température. Avant de couler le métal hors du mélangeur on coupe le courant et on ouvre le trou de coulée 13. Le métal peut être soutiré entièrement ou partiellement. Le mflangeur proposé pour le traitement de la fonte liquide est de conduite et d'entretien simple ; il permet de réduire fortement la durée de mise du laitier en température élevée et, par conséquent, de réaliser efficacement la carburation et la désoxydation de la fonte, ainsi que l'élimination de ses impuretés non-métalliques nuisibles, ce qui est très important pour la fabrication des moulages compliqués à parois minces. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée a mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné quvà titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre deS revendication qui suit. REVEND ICATI ON 1. Mlangeur à laitier électroconducteur pour le chauffage d'un métal et l'élimination de ses impuretés non-métalliques nuisibles, du type comprenant une chambre à section ronde, disposée verticalement et pourvue d'une sole et d'un couvercle avec un trou pour le chargement du métal liquide, et deux rangées d'électrodes réfractaires de même diamètre, raccordées à une source de courant et disposées radialement dans, respectivement, la partie inférieure et la partie supérieure de ladite chambre, caractérisé en ce que le diamètre intérieur de la partie inférieure de la chambre est plus petit que le diamètre intérieur de sa partie supérieure et a une valeur comprise entre 1,2 et 1,7 fois le diamètre des électrodes, tandis que le diamètre de la partie supérieure de la chambre a une valeur comprise entre ,5 et 3 fois le diamètre des électrodes.