Brevet FR2422724A1 — publié le 19791109

La présente invention concerne le domaine de la métallurgie des non-ferreux, plus particulièrement la transformation des déchets de métaux non ferreux de récupération et de production, et a notamment pour objet un four pour la transformation des déchets d' aluminium. Les déchets d'aluminium (de récupération et de production) contiennent en regle générale des pièces en métaux ferreux et non ferreux. La fusion de tels déchets conduit à une augmentation du taux de fer et d'autres éléments dans l'alliage obtenu, ce qui nuit fortement à sa qualité. C' est pour cette raison qu'à l'heure actuelle on fait fondre séparément les déchets d'aluminium ne contenant pas de fer (copeaux, chutes, débris de structures d'ouvrages, etc) et les gros déchets, par exemple d'avions, contenant des pièces en fer. La fusion des déchets d'aluminium sans fer est réalisée dans des fours à deux chambres du type à réverbère. Pour la fusion des déchets d'aluminium contenant des pièces en fer, il faut d'abord préparer les déchets, à savoir, fragmenter ou dépouiller et trier les déchets d'après leur nature et leur grosseur. Ensuite les déchets préparés sont fondus dans des fours à-deux chambres, dont l'une est une chambre de fusion. Dans la première chambre les déchets d'aluminium sont préfondus et l'aluminium liquide en sort pour entrer dans la seconde chambre-silo située plus bas. Après accumulation, le produit liquide est coulé sous la forme d'un alliage intermédiaire, qui est ensuite utilisé en tant que charge pour ltélaboration d'alliages de nuance prédéterminée. Toutefois, une telle transformation des déchets d'aluminium est peu productive, donne des alliages de composition quelconque et requiert de grandes dépenses de maind'oeuvre pour le dépouillement des gros déchets. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients indiqués. On s'est proposé pour cela de créer un four pour la transformation des déchets d'aluminium, qui serait de conception telle qu'il permettrait de faire fondre aussi bien les gros déchets non dépouillés, contenant des pièces en fer, que les déchets d'aluminium sans fer avec obtention directe d'alliages de nuance prédéterminée, ce qui augmenterait notablement le rendement et réduirait les pertes de métal. La solution consiste en ce que le four pour la transformation de déchets d'aluminium, du type comprenant une chambre de fusion des déchets avec des pièces en fer, qui a une sole inclinée et une porte pour le déchargement des pièces en fer, une chambre de raffinage avec un trou de coulée, et un dispositif pour le chargement des déchets dans la chambre de fusion, est caractérisé d'après l'invention, en ce que, entre la chambre de fusion et la chambre de raffinage est prévue une chambre d'accumulation du produit fondu, communiquant en permanence avec la chambre de fusion et périodiquement avec la chambre de raffinage, toutes ces chambres étant disposées en cascade, pour que le produit fondu passe successivement de l'une à l'autre. Une telle conception du four permet de faire fondre divers déchets d'aluminium, y compris les gros déchets avec des pièces en fer, sans dépouillement préliminaire, et de réaliser divers processus de traitement successifs, visant l'obtention d'alliages de nuance prédéterminée. D'autre part, l'invention est caractérisée en ce que, pour la mise en communication des chambres entre elles, on réalise des canaux d'écoulement dans leurs parois séparatrices, au niveau des soles, un élément d'obturation étant placé dans le canal d'écoulement entre la chambre d'accumulation et la chambre de raffinage pour l'obturer pendant la période d'accumulation du produit fondu Il est avantageux aussi que la chambre d'accumulation ait une porte auprès de laquelle est disposé, extérieurement à ladite chambre, un dispositif d'un type connu en soi pour le chargement dans cette chambre des déchets d'aluminium sans fer. Ceci permet non seulement dtaccumuler l'aluminium fondu dans cette chambre, mais aussi de l'y raffiner partiellement.En outre, on peut charger dans la chambre d'accumulation, en vue de leur fusion, des déchets d'alliages d'aluminium de compositions chimiques connues, et obtenir à la sortie de la chambre de raffinage un alliage de composition voulue. Il est également avantageux de ménager, dans les parois séparatrices des chambres, des trous débouchants pour le passage des gaz chauds de la chambre de raffinage à la chambre de fusion, ce qui permet de réaliser à moins de frais la fusion des déchets, aussi bien dans la chambre d'accumulation que dans la chambre de fusion. De la sorte, le four conforme à l'invention permet de faire fondre aussi bien les déchets d'aluminium avec des pièces en fer, sans leur dépuuillement préliminaire, que les déchets d'aluminium propres. En outre, le four permet de conduire parallèlement deux processus de fabrication différents et d'obtenir des alliages de nuance prédéterminée, et non des alliages intermédiaires, ainsi que de n'avoir à entretenir qu'une seule machine de coulée et une seule machine de chargement. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description détaillée d'un mode non limitatif de réalisation d'un four pour la transformation de déchets d'aluminium, conforme à l'invention, avec référence au dessin unique annexé, dans lequel - la figure 7 représente schématiquement un four conforme à l'invention (vue en coupe longitudinale) - la figure 2 représente une vue en coupe suivant II-II de la figure 1. Le four pour la transformation de déchets d'aluminium est constitué de trois chambres 1, 2 et 3 disposées en cascade. La chambre 1, destinée à la fusion des déchets d'aluminium contenant des pièces en fer, a une sole inclinée 4, une porte 5 (figure 2) pour le déchargement des pièces en fer, réalisée au niveau de la sole 4, un couvercle roulant 6 (figure 1) et une ouverture 7 pour la sortie des fumées. Au niveau du couvercle roulant 6 est disposé un dispositif 8 d'un type connu quelconque, pour le chargement des gros déchets d'aluminium dans la chambre 1, par exemple un alimentateur à bande. La chambre 2 est destinée à l'accumulation du produit fondu. Elle est située entre la chambre 1 de fusion des déchets et la chambre 3 destinée au raffinage du produit fondu, qui sera appelée plus loin "chambre de raffinage" 3. La chambre 2 pour l'accumulation du produit fondu communique en permanence avec la chanibre 1 par l'intermédiaire d'un canal d'écoulement 9, et elle est périodiquement mise en communication avec la chambre 3 par un canal d'écoulement qui est constitué par des trous de coulée 10 (figure 2) et 11 et par un chenal 12. Les canaux d'écoulement sont respectivement situés dans les parois séparatrices 13 et 14 des chambres. La chambre 2 est dotée d'une porte 15, auprès de laquelle, extérieurement à la chambre 2, est disposé un dispositif 16, d'un type connu quelconque, pour le chargement des déchets d'aluminium sans fer dans la chambre 2, à travers la porte 15. Pour la mise en communication périodique de la chambre 2 avec la chambre 3 on introduit dans le trou de coulée 10 du canal d'écoulement, pendant la période d'accumulation du produit fondu dans la chambre 2, un élément d'un type connu quelconque pour l'obturation de ce canal. La chambre de raffinage 3 a une porte 17, et, au niveau de sa sole 18 (figure 1), un trou de coulée 19. Dans les parois séparatrices 13 (figure 2) et 14 des chambres sont ménagés des trous débouchants 20 et 21 pour le passage des fumées chaudes de la chambre de raffinage 3 à la chambre de fusion 1. Il va de soi que le four de conception conforme à 1'invention est doté de broyeurs, de conduits de gaz et de vent, d'obturateurs pour les portes, etc., c'est-à-dire de tout l'équipement nécessaire, connu en soi, pour sa marche normale. Cet équipement n'est pas décrit, car sa nécessité est évidente aux spécialistes. Le four fonctionne de la façon suivante. Les déchets d'aluminium, y compris les gros déchets non dépouillés avec des pièces en fer, sont chargés dans la chambre 1 (figure 1) par le dispositif 8, à travers l'ou- verture dégagée par le couvercle 6 quand celui-ci est écarté. Au fur et à mesure que les déchets fondent, le métal liquide (produit fondu) descend en continu suivant la sole inclinée 4 et à travers le canal d'écoulement 9 pour s'accumuler dans la chambre 2. Les déchets de métaux ferreux, dont le point de fusion est plus élevé que celui des alliages d'aluminium, se déposent sur la sole 4 de la chambre, d'où ils sont évacués à travers la porte 5 (figure 2) par un procédé connu quelconque. Ceci fait, une nouvelle portion de déchets est chargée dans la chambre 1. Au fur et à mesure que cela est nécessaire, les déchets d'aluminium sans fer sont chargés par le dispositif 16, à travers la porte 15, dans le produit fondu de la chambre 2, OÙ S t effectue leur fusion. Le produit fondu accumulé dans la chambre 2 est partiellement raffiné par des flux de couverture et de raffinage, qui préservent le métal de l'oxydation et le débarrassent des oxydes et des inclusions non métalliques. Au cours de l'accumulation du métal, des échantillons sont prélevés pour l'analyse, ce qui permet de contrôler en permanence la composition chimique du produit fondu et de la corriger immédiatement en chargeant dans la chambre 2 des déchets de composition appropriée, de façon à obtenir l'alliage de nuance voulue. Le produit fondu accumulé dans la chambre 2 est coulé par le trou de coulée 10 ; pour cela l'élément obturateur est retiré de ce trou. Le chenal 12 transmet le produit fondu au trou Il par lequel il entre dans la chambre de raffinage 3. Dans cette chambre tous les additifs nécessaires, évidents pour les spécialistes, snnt introduits dans le produit fondu, qui y est ainsi raffiné et dont la composition est alors réglée pour obtenir l'alliage de nuance prédéterminée. Après exécution de toutes ces opérations, l'alliage fini est coulé sur un convoyeur de coulée par le trou 19. Bien entendu, l'invention n' est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné 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 son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Four pour la transformation de déchets d'aluminium, comprenant une chambre dans laquelle s'effectue la fusion des déchets avec des pieces en fer et qui comporte une sole inclinée et une porte pour le déchargement des pièces en fer, une chambre de raffinage avec un trou de coulée, et un dispositif pour le chargement des déchets dans la chambre de fUSion, caractérisé en ce que, entre la chambre de fusion et la chambre de raffinage est prévue une chambre d'accumulation du produit fondu, communiquant en permanence avec la chambre de fusion et périodiquement avec la chambre de raffinage, toutes ces chambres étant disposées en cascade de manière que le produit fondu passe successivement de l'une dans l'autre. 2.Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour la mise en communication des chambres entre elles, des canaux d'écoulement sont réalisés dans leurs parois séparatrices, au niveau des soles, un élément d'obturation étant placé dans le canal d'écoulement entre la chambre d'accumulation et la chambre de raffinage pour l'obturer pendant la période d'accumulation du produit fondu. 3. Four selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chambre d'accumulation comporte une porte auprès de laquelle est disposé extérieurement un dispositif pour le chargement dans cette chambre des déchets d'aluminium sans fer. 4. Four selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des trous débouchants sont ménagés dans les parois séparatrices des chambres pour le passage des gaz chauds de la chambre de raffinage à la chambre de fusion.