Brevet FR2518118A1 — publié le 19830617

l:a 1-résente invention concerne un procédé pour la fabrication, la conservation et la rétention de la chaleur de fonte nodulaire dans un four comportant un creuset de four qui est fermé hermétiquemernt, comme par exemple un four à induction du type à canal, du genre encore appelé "théière", dans lequel un bain de fusion est introduit à l'entrée d'un four à induction du type à canal fermé, à double paroi, et dans lequel les entrées et les sorties ont été fermées ou sont obturées par le bain de fusion, tandis qu'un espace fer- mé est formé au-dessus du bain de fusion. Le brevet FR 1 557 960 décrit un procédé pour la conservation et la rétention de la chaleur de la fonte nodu- laire traitée, dans lequel la fonte nodulaire en fusions traitée avec une substance d'alliage contenant du magnésiun, est introduite à l'entrée d'un four à induction du type à ca- nal fermé, à double paroi, et dans lequel les entrées et les sorties du four ont été fermées ou sont obturées par le bain de fusion et un espace fermé est formé au-dessus du bain de fusion On peut par exemple emplir cet espace avec un gaz protecteur et on peut conserver la fonte nodulaire dans le four et/ou lui conserver sa chaleur, pendant une durée consi- dérable, et la prélever par la sortie lorsque c'est nécessai- re Selon une variante, on peut traiter avec du magnésium le bain de fusion qui se trouve sous cet espace. Pour du magnésium dissous dans un bain de fer en fusion, il existe une pression partielle de Mg pour laquelle la phase vapeur et le Mg libre sont en éauilibreo Une condi- tion pour l'obtention de l'équilibre est qu'il n'y ait pas d'oxygène dans l'atmosphère du four, à cause de l'affinité élevée du magnrésibn pour l'oxygène Comne mentionné ci-dessus, on peut utiliser un gaz protecteur dans un espace d'un four fermé, par exemple un four à induction du type à canal, ce qui fait que le magnésium se sépare du bain de fusion et établit la pression partielle dans l'atmosphère du four Un autre moyen pour introduire du magnésium solide consiste par exemple à utiliser des granules de magnésium introduits dans l'espace situé au-dessus du bain de fusion Le magnésium s'évapore rapidement du fait sue la temp Sérature à l'intérieur du four est notablement supérieure au point d'ébullition du magnésium ( 1105 C). Un problème lié à ceci consiste en ce qu'on désire dépasser ladite pression d'équilibre et faire en sortie que le magnésium descende dans le bain de fusion Ceci créerait des conditions tout à fait différentes pour maintenir cons- tante, ou même augmenter, la teneur en magnésium dans le bain de fusion, par exemrie dans le cas de la fonte nodulai- re. L'invention vise à procurer une solution au problè- me mentionné ci-dessus et à d'autres problèmes qui lui sont associés Le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'on introduit dans le creuset du four du magnésium ou une matière contenant du magnésium, sous la forme de gra- nules, de poudre et/ou de fragments, par l'intermédiaire d'au moins un tube comportant au moins unl dispositif d'introduction à ailettes tournantes ou un dispositif similaire remplissant la fonction d'une vanne, qui est commandé par un transducteur de pression mesurant la pression audessus du bain de fusion, dans le but d'obtenir la pression désirée dans ledit espace. On peut maintenir constante ou même augmenter la teneur en nma gnésium dans le bain de fusion Ce procédé convient tout à fait à la fabrication, la conservation et/ou la rétention de la chaleur de la fonte nodulaire, par exemple. L'invention porte également sur un dispositif des- tiné à mettre en oeuvre le procédé, et ce dispositif comprend un four à induction du type à canal avec des entrées et des sorties qui peuvent être fermées (ce qu'on appelle encore un four "théière"), et au moins un tube qui traverse le toit si- tué au-dessus du creuset du four, et il est caractérisé en ce que le ttbe est conçu de façon à assurer la communication avec un dispositif d'alimentation à ailettes tournantes ou un dispositif similaire remplissant une fonction de vanne, et en ce qu'un transducteur de pression est disposé dans le creuset et est conçu de façon à commander le dispositif d'in- troduction à ailettes tournantes pour introduire dans le creuset du magnésium ou un mélange contenant du magnésium, sous la forme de poudre, de granules et/ou de fragments L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente un four à induction du type à canal et un procédé d'utilisation de celui-ci, et La figure 2 est une représentation de détail du dispositif et du procédé. Ia figure 1 montre un four à induction du type à canal, du genre encore appelé "théière", comprenant une en- trée 10, un creuset 11 et une sortie 12, ainsi qu'au moins une unité de chauffage par induction, 13 Du fait que le bain de fusion forme un bouchon liquide à l'entrée et à la sortie, un espace fermé 11 est créé au- dessus de la surface du bain dans le creuset, et il est possible d'évacuer l'air présent dans cet espace et d'emplir l'espace avec un gaz pro- tecteur, complètement ou partiellement, au moyen d'un conduit de gaz 18 On introduit avantageusement le gaz par un tube de dérivation 15 qui traverse le toit 14 situé au-dessus du creu- set 11, mais il peut également y avoir des conduits de gaz séparés Un ou plusieurs tubes 18 traversent le toit 14 et ce ou ces tubes proviennent d'un récipient 16 dans lequel-se trouve du magnésium ou une matière contenant du magnésium, par l'intermédiaire d'un dispositif d'introduction à ailettes tournantes, 17, ou d'un dispositif similaire remplissant la fonction d'une vanne. Le magnésium peut être introduit en partie dans le bain de fusion par l'entrée 10, et il peut être mélangé au bain de fusion avant l'introduction de ce dernier dans le four, et/ou dans le creuset 11. On injecte dans l'espace 11 du four un gaz protec- teur, tel que de l'azote, de l'argon ou un gaz analogue, ce qui fait que l'air est chassé complètement ou en majeure partie et le creuset du four est ainsi relativement exempt d'oxygène, la présence de ce dernier étant interdite à cause de la grande affinité du magnésium pour l'oxygène Le bain de fusion forme des bouchons de liquide aussi bien à l'entrée qu'à la sortie 12, et l'inductance ou les inductances 13 produisent un certain niveau d'agitation dans le bain de fu- sion. La figtue 2 montre un dispositif conforme ' l'in- vention, qui comprend un tube d'introduction 3 qui traverse le toit 4 du four et est relié à unm dispositif d'introduction à ailettes tournantes 2 le tube 3 provient d'unl recipient 1 destiné à contenir des granules, de la poudre et/ou des fra- gments de magnésium, en passant par le dispositif (d' intro- duction à ailettes tournantes 2 Le magnésiumn est destiné àL ttre évaporé dans le creuset, puis allié au bain de fusion 5. Un élément 7 destiné à mesurer la pression au-dessus du bain de fusion est disposé dans le creuset, et cet élément de me- sure est connecté à un transducteur de pression 6 qui est conçu de façon à agir sur le dispositif d'introduction à ai- lettes tournantes 2 le but est de pouvoir commnander la pres- sion au-dessus du bain de fusion En mesurant la pression dans une chambre qui est à l'extérieur du four mais en commnu- nication avec le four par l'intermédiaire d'un tube, et dans laquelle le magnésium peut se condenser, on peut déterminer la teneur en magnésium dans l'atmosphère du four. Dans le procédé correspondant à l'invention, on in- troduit du magnésium sous forme de granules, de poudre, ou sous une autre forme, à partir du récipient et par l'intermé- diaire du dispositif d'introduction à ailettes tournantes, et le mélange de magnésium tombe dans le bain en fusion enfermé 5, par le tube 3 et le toit ou le couvercle 4 lia proportion de granules à introduire e-t déterminée en mesurant la prez- sion en 7, c'est-à-dire dans le creuset, et le tra;nsducteur de pression 6 produit un signal de pression qui agit sur le dispositif d'introduction à ailettes tournantes 2 Lorsove la pression au-dessus du bain de fusion est trop faible, c'est-à-dire inférieure à 1-10 Pa, le dispositif d'irsdvc- tion à ailettes tournantes 2 est mis ern marche et des,aru- les de agnréz Ium sont irntroduits jusc-u',è ce e _ re-es o désirée soit atteinte On preut ainsi meintenir -é__e ress orn constante dans le bain de fusion, et on reus ê ee ma - tenir constante ou mme aug enter la teneu-r en a -/si- dans le bain de fusion. le toit 4, /n E-t fcreé de fa à cr n-i- couvercle qui peut Ctre raccordé hermétiquement aux parois latérales du creuset L'inductance 13 peut Ctre conçue de façon à 4 tre remplaçable, de la manière habituelle, et il peut y avoir une ou plusieurs inductances 13 Dans certains cas, on peut introduire des constituants d'alliage dans le creuset autrement que par le tube 15, 3 ou par l'entrée 10, au moyen de vannes appropriées (non représentées). Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REEF 2 TICATIONS 1 Procédé pour la fabrication, la conservation et la rétention de la cnaleur de fonte nodulaire dans un four comportant mun creuset de four fermé hermétiquement ( 11), comne par exemple un four à induction du type à canal, du genre appelé "théière", dans lequel le bain de fusion est introduit par l'entrée ( 10) d'un four à induction du type à canal, hermétique et à double paroi, et dans lequel les en- trées et les sorties ( 10, 12) ont été fermées ou sont obtu- rées par le bain de fusion, et un espace fermé ( 11) est for- mé au-dessus du bain de fusion, caractérisé en ce qu'on in- troduit dans le creuset du four du magnésium ou une matière contenant du magnésium ( 1), sous la forme de granules, de poudre et/ou de fragments, par l'intermédiaire d'au moins un tube ( 3), avec au moins un dispositif d'introduction à ai- lettes tournantes ( 2) ou un dispositif similaire remplissant la fonction d'une vanne, commandé par un transducteur de pression ( 6) qui mesure la pression au-dessus du bain de fu- sion, dans le but d'obtenir une pression désirée dans ledit espace ( 11). 2 Dispositif destiné à la mise en oeuvre du pro- cédé selon la revendication 1, comprenant un four à induc- tion du type à canal avec des entrées et des sorties qui peu- vent être obturées (c'est-à-dire un four du type appelé "théière"), et au moins un tube qui traverse le toit au-des- sus du creuset du four, caractérisé en ce que le tube provient d'un dispositif d'introduction à ailettes tournantes ou d'un dispositif similaire remplissant la fonction d'une vanne, ou bien il passe par un tel dispositif, et un transducteur de pression est placé dans le creuset et est conçu de façon à commander le dispositif d'introduction à ailettes tournantes pour introduire dans le creuset du magnésium ou un mélange contenant du magnésium, sous la forme de poudre, de granules et/ou de fragments.