Brevet FR2190555A1 — publié le 19740201

a présente invention concerne les dispositifs d'alimentation en jets de métal liquide pour l'application de revêtements métalliques ou pour l'admission dosée d'un métal, dispositifs qui peuvent être employés dans la métallurgie, la fonderie et les constructions mécaniques. On connatt largement un dispositif d'alimentation en jets de métal liquide, comprenant une chambre cylindrique céramique mise en communication par un trou axial avec un réservoir rempli de métal liquide, cette chambre ayant dans sa paroi cylindrique un orifice pour la sortie du métal. Pour forcer le métal en fusion à tourner- autour de I'axe de la chambre cylindrique, on fait circuler un courant électrique dans le métal, du centre à la périphérie. A cet effet on place une électrode dans le réservoir de métal liquide, et une autre dans la- chambre, auprès de la paroi cylindrique, la chambre cylindrique étant placée dans un champ magnétique.Quand le dispositif fonctionne, sous l'action du gradient de pression dû à sa rotation, le métal liquide sort sous forme d'un jet de la chambre cylindrique, par l'orifice de sortie. Toutefois,ce dispositif présente les inconvénients suivants : - Il est nécessaire d'étanchéifier l'électrode dans la paroi céramique de la chambre cylindrique. - lors de l'application de revêtements d'aluminium, il est impossible d'employer des électrodes métalliques, car l'aluminium en fusion fait fondre tous les métaux sans exception. le but de l'invention est de supprimer les inconvénients précités. Il s'agissait donc de créer un dispositif d'alimentation en jets de métal liquide, dans lequel la pression serait créée dans le métal en rotation sans la présence d'une électrode dans la zone de hautes pressions, et qui assurerait la production continue de jets de métal liquide avec le débit nécessaire. La solution consiste en un dispositif d'alimentation en jets de métal liquide, comprenant une chambre cylindrique mise en communication par un trou axial avec un réservoir rempli de métal liquide auquel on amène un courant électrique fourni par une source de courant, ladite chambre étant placée dans un champ magnétique entretenant la rotation du métal autour de l'axe de la chambre, et possédant dans sa paroi un trou pour la sortie du jet de métal, dispositif qui, d'après l'invention, comporte au moins deux chambres cylindriques du type précité, mises en communication entre elles par des orifices ménagés dans leurs parois cylindriques pour la fermeture du circuit électrique à travers le métal, le courant étant amené au métal des réservoirs à partir des pôles de signes contraires de la source de courant. lies orifices des parois cylindriques des chambres peuvent être reliés entre eux par un canal dans lequel est ménagé l'orifice pour la sortie du jet de métal. Une telle réalisation constructive du dispositif permet de maintenir dans le métal liquide le gradient de pression nécessaire et d'assurer la production continue des jets de métal avec le débit nécessaire. Plus bas est donné'la description d'exemples concrets mais non limitatifs de réalisation de l'invention, avec renvois aux dessins annexés qui représentent : - la figure 1, un dispositif d'après l'invention (coupe longitudinale) - la figure 2, le schéma électrique d'un dispositif conforme à l'invention, avec amenée de courant par électrodes réfractaires - la figure 3, le schéma électrique d'un dispositif conforme à l'inventionFvec alimentaJon 2fie du dispositif en métal - la figure 4, le schéma électrique d'un dispositif conforme à l'invention, avec amenée du courant par plasmatrons de polarités contraires - la figure 5, le schéma d'un dispositif conforme à l'invention, avec trois chambres cylindriques - les figures 6, 7, 8 des formes possibles de la chambre de travail du dispositif conforme à l'invention, (coupes longitudinales). Le dispositif se compose d'un corps en céramique 1 (figure 1), dans lequel se trouvent deux chambres cylindriques 2, dont la hauteur est de 5 à 6 fois plus petite que le diamètre. Au-dessus de chacune des chambres est disposé un réservoir 3 pour le métal en fusion. Chaque réservoir est mis en communication avec sa chambre cylindrique 2 respective par un trou axial 4. Les deux chambres 2 sont reliées entre elles par un canal 5 débouchant dans la partie périphérique de chacune des chambres cylindriques 2. Le canal 5 possède un orifice 6 à travers lequel le métal est fourni par le dispositif. Chaque réservoir 3 de métal liquide est doté d'une amenée de courant. Les amenées de courant peuvent être des électrodes réfractaires 7 (figure 2) en graphite ou entungstèuie , ou bien des électrodes fusibles 8 (figure 3), ou bien encore des plasmatrons 9 (figure 4) de polarités différentes. Un tel système d'amenée du courant assure simultanément la fusion du métal et le réchauffage continu du métal en fusion. lie dispositif peut comporter plusieurs chambres cylindriques 2, par exemple trois (figure 5). lies chambres 2 peuvent ne pas etre cylindriques, mais avoir d'autres formes, par exemple comme celles représentées sur les figures 6, 7 et 8. Le dispositif fonctionne de la façon suivante. En position initiale, les deux chambres 2 sont remplies de métal en fusion. Pour forcer le métal à tourner à l'intérieur des chambres 2, on amène au métal se trouvant dans les réservoirs un courant continu (ou alternatif) à partir des pôles de signes contraires d'une source de courant, et on place la chambre 2 dans un champ magnétique longitudinal continu (ou bien, si le courant est alternatif, dans un champ alternatif)-. Après établissement du courant et création du champ magnétique, le métal se trouvant dans les deux chambres 2 commence à tourner. Il en résulte l'apparition,dans chacune des chambres 2, d'un gradient de pression, sous l'action duquel le métal en fusion se déplace des zones centrales des chambres 2 vers l'orifice de sortie 6 en passant par le canal 5. le débit et la pression du jet issu du canal 6 sont règlés par changement de l'intensité du courant, de l'intensité du champ magnétique et de la géométrie du canal 6. lie gradient de pression à l'intérietr des chambres 2, quand le métal liquide tourne, n'est tributaire ni du sens de rotation, ni du sens du courant. C'est pourqoi, si l'on utilise un courant continu, il suffit de raccorder le pôle positif de la spurce d'alimentation à l'un des réservoirs, et le pôle négatif à l'autre réservoir. On obtient le même effet quand on utilise un courant alternatif. lie courant peut être amené aux réservoirs 3 à l'aide d'électrodes en graphite plongées directement dans le métal en fusion, qui est versé en continu dans les deux chambres. S'il est nécessaire de réchauffer le métal en fusion, ou bien si le métal est introduit dans les-deux chambres 2 à l'état solide (poudre, fil), les électrodes ne sont pas plongées dans le métal (figure 2 ); entre les électrodes en graphite 7 et le métal en fusion s' amorcent des arcs électriques. Sur la figure 2, le sens du champ magnétique est représenté par des flèches. Dans certains cas, quand le métal est introduit sous forme d'un fil, on peut se passer des électrodes en graphite et dans ce cas l'arc s'amorce entre le métal en fusion et les fils (figure 3). lie plus avantageux estd'utiliser, pour l'amenée du courant, des plasmatrons 9 de polarités contraires (figure 4). le dispositif peut être utilisé pour l'application de revetements-, pour l'admission dosée d'un métal dans les ateliers de fonderie, ainsi que pour le transvasement de métaux en fusion. lie dispositif de l'invention permet d'assurer l'alimentation en métal fondu avec un débit prédéterminé. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à 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 l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDI CT T 0N8 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 1. - Un dispositif d'alimentation en jets de métal liquide, du type comprenant une chambre cylindrique mise en communication par un trou axial avec un réservoir rempli de métal liquide auquel est amené un courant électrique fourni par une source de courant, ladite chambre, placée dans un champ magnétique entretenant la rotation du métal autour de l'axe de la chambre, possédant dans sa paroi cylindrique un trou pour la sortie du jet de métal, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux chambres cylindriques 2 du type précité, mises en communication entre elles par des orifices ménagés dans leurs parois cylindriques pour la fermeture du circuit électrique à travers le métal, le courant étant amené au métal des réservoirs 3 à partir respectivement, des pôles de signes différents de la source de courant. 2. - Un dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices des parois des chambres cylindriques sont reliés entre eux par un canal possédant un orifice pour la sortie du jet de métal.