Brevet FR2562912A2 — publié le 19851018

FR 2562912 A2 19851018 FR 8406366 A 19840413 62912' - I - PERFECTIONNEMENT AU DISPOSITIF DE TRAITEMENT, AU PASSAGE, D'UN COURANT DE METAL OU ALLIAGE LIQUIDE A BASE D'ALUMINIUM OU DE MAGNESIUM La présente invention constitue un perfectionnement au dispositif de trai- tement, au passage, d'un courant de métal ou alliage liquide à base d'alu- minium ou de magnésium, connu sous la marque déposée "ALPUR", objet de la demande principale FR 2 514 370. Ce perfectionnement concerne le moyen de chauffage du métal ou de l'alliage à traiter. Dans la demande de brevet principal, on a décrit et revendiqué un disposi- tif pour le traitement, au passage, d'un courant de métal liquide, cons- titué par une poche, comportant une enveloppe métallique externe et un garnissage réfractaire interne, une goulotte pour l'entrée du métal li- quide à l'arrière et un bec de coulée du métal traité, à l'avant, et au moins une cloison interne laissant, avec le fond de la poche, un espace pour le passage du métal liquide et délimitant un premier compartiment arrière et au moins un deuxième compartiment avant débouchant sur le bec de coulée, ladite poche étant fixée sur un berceau-support relié à un châssis articulé par rapport auquel ledit berceau peut basculer vers l'a- vant autour d'un premier axe horizontal perpendiculaire au sens d'écou- lement du métal liquide dans la poche, et passant sensiblement par l'extra- 3ite du bec de coulêe, le chassis articulé étant lui-même relié à un châs- sis fixe par rapport auquel ledit châssis articulé peut basculer autour d'un deuxième axe horizontal, qui peut être parallèle -ou éventuellement perpendiculaire- au premier axe, ce qui permet d'assurer, en plus, un basculement arrière ou latéral. Pour la mise et le maintien à la température de travail, le dispositif comporte, en outre, un moyen de chauffage interne à la poche, amovible et indépendant du garnissage réfractaire. Il est généralement muni, en outre, de moyens d'injection d'un agent de traitement liquide, solide, gazeux ou vaporisé, et de moyens pour introduire et retirer alternativement le moyen de chauffage interne et les moyens d'injection de l'agent de traitement. Mais, dans ce cas, on ne peut pas assurer simultanément le chauffage du métal et l'injection de l'agent de traitement, et c'est parfois un incon- v"nient. 2562912- -2 - L'idée qui est à la base de la présente invention, consiste à supprimer le moyen de chauffage interne amovible, c'est-à-dire le thermoplongeur, et à intégrer un dispositif de chauffage fixe dans la cloison de sépara- tion entre le compartiment arrière et le compartiment avant. En effet, cette cloison de séparation est réalisée en un matériau réfrac- taire, relativement bon conducteur de la chaleur et résistant chimique- ment à l'aluminium liquide à 750 C, tel que le carbure de silicium. Elle peut donc être utilisée comme élément rayonnant à la fois pour le compar- timent avant et pour le compartiment arrière. La fig. 1 rappelle l'ensemble du dispositif, objet de la demande de bre- vet principal, mais modifié par suppression du thermoplongeur, et élar- gissement de la cloison de séparation. Le couvercle n'a pas été représen- té pour alléger le dessin. La fig. 2 montre le détail de la cloison de séparation équipée d'un dis- positif de chauffage, selon l'invention. La fig. 3 montre schématiquement, en coupe verticale, une cloison munie de chicanes internes et chauffée avec un brûleur à gaz ou à combustible liquide. Sur la figure 1, nous avons rappelé uniquement les organes essentiels: la plate-forme (1), la poche proprement dite (3), le berceau (4), le châs- sis articulé (7) et son axe de rotation (13), les vérins de basculement avant (14) et arrière (15), le garnissage interne (17), la cloison interne (18), le premier compartiment arrière (20), le second compartiment avant (21), la colonne (37) supportant l'injecteur (34) supporté par le bras (36) mobile en montée et en descente sur la colonne (37). Il est actionné par le moteur (38). Selon l'invention (fig. 2) on augmente l'épaisseur de la cloison (18) jusqu'à 60 à 120 mm environ et on ménage soit une cavité interne unique, soit une série de puits (50) fermés à la partie inférieure, dans lesquels sera disposé le moyen de chauffage. Ce moyen de chauffage peut être, par exemple, une série de bougies chauf- fantes (51), une dans chaque puits (50) réalisée de façon connue, par un 2562 9 12 3- assemblage d'éléments (52) en céramique isolante supportant un enroule- ment de fil résistant (53), en alliage à base de fer, nickel et chrome, chauffé par effet Joule, en courant triphasé ( fi tf2 f3) dans le cas figure. La partie supérieure de la cloison (18) comporte une chambre (54) dans laquelle débouchent les extrémités des éléments chauffants, qui sont con- nectés entre eux de façon habituelle: en série, en parallèle, en tripha- sé "étoile" ou "triangle" avec les isolations convenables. La chambre (54) est fermée par un couvercle amovible (55) assurant l'é- tanchéité vis à vis des produits de traitement et du métal liquide, par exemple au moyen d'un joint souple (56) en céramique fibreuse. Les connexions électriques (57) vers le réseau et les appareils de régu- lation sont reportées à l'extérieur de l'enveloppe métallique externe (19) de la poche. Cette disposition est donnée à titre d'exemple non limitatif: les puits (50), en particulier, peuvent être horizontaux, et les extrémités des ré- sistances chauffantes (53) débouchent alors à l'extérieur de l'enveloppe métallique externe (19). Quelle que soit la disposition adoptée, les puits (50) verticaux ou hori- zontaux, doivent, de préférence, déboucher à l'extérieur, c'est-à-dire hors de l'atteinte du métal liquide et/ou des agents de traitement, et dans une zone accessible aux opérations d'entretien et de réparation éven- tuelle. En variante de mise en oeuvre de l'invention, les résistances chauffantes, (54) peuvent être totalement enrobées dans un isolant électrique et rela- tivement bon conducteur thermique tel que la zircone, le silicate de zir- conium ou la magnésie. Dans ce cas, la transmission de chaleur entre les résistances (53) et la cloison chauffante s'effectue par conduction et non plus par rayonnement, ce qui permet de travailler avec une tempéra- ture de résistance (53) plus basse, donc avec une durée de vie probable sensiblement augmentée. Quelle que soit la solution retenue, la puissance 25629 12' -4 - de chauffage est régulée de façon connue, par tout dispositif électromé- canique ou électronique, le paramètre de régulation étant habituellement la température du métal liquide, qui, dans le cas de l'aluminium, est gé- néralement fixée aux environs de 750 C. Un autre moyen de chauffage peut être constitué par un brûleur à gaz ou à combustible liquide (60) fixé au couvercle (55) et dont les gaz de com- bustion sont canalisés par des chicanes (61) dans la cavité interne de la cloison (18). Le brûleur est disposé, par exemple, à une extrémité, les gaz de combustion sont récupérés à l'autre extrémité, et ils peuvent servir à réchauffer, dans un échangeur non représenté,-l'air de combus- tion envoyé au brûleur. Ce mode de chauffage a un rendement particulière- ment élevé et une grande souplesse de réglage, comparable à celle du chauffage électrique. La mise en oeuvre de l'invention permet une mise en température plus ra- pide de la poche de traitement vide et froide à la suite d'un arrêt pro- longé, un redémarrage plus rapide en cas d'arrêt accidentel entraînant une solidification du métal contenu (panne de courant prolongée) et, en exploitation normale, un contr8le plus précis de la température du métal en cours de traitement. Elle permet, en plus, d'éviter la variation de niveau du métal lors de l'introdhtion ou l'enlèvement du thermoplongeur et, par rapport aux dis- positifs analogues dans lesquels le moyen de chauffage est intégré dans les parois latérales (par ex. dans le brevet FR 2 362 213 = US 4 040 610), elle présente l'avantage de permettre un garnissage de structure simple, donc de durée de vie prolongée, dont la température maximale est au plus égale à celle du métal liquide, ce qui réduit les pertes thermiques au strict minimum. Enfin, la cloison chauffante peut être amovible, et simplement enfilée dans des rainures de guidages prévues sur les parois latérales, ce qui permet de la changer rapidement et facilement. 62 9 1 2 -5- REVENDICATIONS 1. Dispositif de traitement, au passage, d'un courant de métal ou allia- ge liquide, à base d'aluminium ou de magnésium, selon la revendication 1 du brevet principal, ce dispositif comportant une poche constituée par une enveloppe métallique externe (19), un garnissage réfractaire interne, une goulotte pour l'entrée du métal liquide brut à l'arrière, un bec de coulée du métal liquide traité à l'avant, et au moins une cloison inter- ne en matériau bon conducteur thermique Iaissant, avec le fond de la po- che, un espace pour la circulation du métal liquide et délimitant un pre- mier compartiment arrière et au moins un second compartiment avant dé- bouchant sur le bec de coulée, la poche étant fixée sur un berceausupport relié à un chassis articulé par rapport auquel ledit berceau peut bascu- ler vers l'avant autour d'un premier axe horizontal passant par le bec de coulée, le châssis articulé étant lui-même relié à un châssis fixe par rapport auquel il peut basculer autour d'un deuxième axe horizontal, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de chauffage disposé à l'inté- rieur de la cloison (18). 2. Dispositif, selon revendication 1, caractérisé en ce que la cloison (18) comporte au moins un puits (50) débouchant à l'extérieur, dans le- quel on dispose au moins un élément chauffant (51) amovible. 3. Dispositif, selon revendication 2, caractérisé en ce que l'élément chauffant (51) est constitué par des éléments céramiques (52) supportant des résistances électriques (53). 4. Dispositif, selon revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de chauffage est constitué par des résistances électriques enrobées dans un isolant électrique, relativement bon conducteur thermique, tel que la ma- gnésie, la zircone et le silicate de zirconium. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caracté- risé en ce que la cloison (18) comporte, en outre, à sa partie supérieure, une chambre (54) obturable par un couvercle étanche (55), et dans laquelle débooclent les extrémités des éléments chauffants (51). 2562 9 12- - 6- 6. Dispositif, selon revendication 1, caractérisé en ce que la cloison (18) comporte une série de chicanes internes (61), et en ce que le moyen de chauffage est un brûleur (60) à combustible gazeux ou liquide.