Brevet FR2577453A1 — publié le 19860822

Procédé et dispositif pour couler du fer traité au magné- sium. L'invention concerne un procédé pour couler du fer traité au magnésium au moyen d'un dispositif-de coulée manoeuvré au gaz sous pression, étant précisé que le gaz inerte évacué de temps à autre du four de coulée est enrichi en magnésium; ainsi qu'un dispositif pour l'exécution de ce procédé, comportant une conduite d'amenée pour amener le gaz inerte au four de coulée, munie d'une commande de niveau par modification de la pression du gaz, ainsi qu'une conduite d'évacuation. Des dispositifs de coulée manoeuvrés par un gaz sous pression, pour couler de la fonte grise et de la fonte malléable sont connus de façon générale et sont déjà en service en grand nombre. De façon beaucoup plus réduite, on utilise également de tels dispo- sitifs de coulée pour couler le fer traité au magnésium. Dans de nombreux cas ces dispositifs de coulée travaillent en exploitation mixte, c'est-àdire qu'en plus du fer traité au magnésium on y coule également de temps à autre de la fonte grise ou de la fonte malléable. Effectuer une coulée avec ce type de dispositifs manoeuvrés par gaz sous pression nécessite un réglage fin de la pression du four, c'est-à-dire que l'élévation de pression et la diminution de pression se font par l'intermédiaire d'organes de réglage de faible section. Il est connu que, en particulier dans le cas de proportions assez importantes du fer traité au magnésium par rapport au volume total de fer coulé, du magnésium se condense à partir du gaz inerte évacué hors du four et rapidement refroidi et se dépose dans les conduites tubulaires du système de commande et de régulation, et en particulier dans les rétrécissements, comme par exemple les robinets, les diaphragmes, etc. Lors des travaux de nettoyage et d'entretien périodiquement nécessaires, ces dépôt représentent, du fait de leur facile inflammabilité et de leur ten- dance à exploser, un risque au point de vue sécurité pour le personnel d'entretien. Ce risque se présente en particulier lorsque des morceaux de magnésium déposésse cassent au cours des travaux d'entretien et de nettoyage. En particulier des dépôts assez épais conduisent à des explosions. Il ne faut absolument pas laisser se former ces dépôts assez épais. Un dépôt épais ne peut s'oxyder que sur sa croûte extérieure. Lorsque la croûte de désagrège, cela donne une explosion. Le but de la présente invention est de créer un procédé, et un dispositif nécessaire pour ce procédé, du type mentionné au début et dans lequel soit garanti un nettoyage sans risque du système de conduites et de robinets pollués par le magnésium, même pendant la coulée. Selon l'invention, on atteint ce but grâce à un procédé caractérisé en ce que le gaz inerte évacué ne circule que dans une portion limitée du système de conduite; et en ce que, périodi- quement, on oxyde, sans interrompre le procesus de la coulée, le magnésium qui se dépose par condensation dans ce système de conduite et grâce à un dispositif pour l'exécution de ce procédé, caractérisé en ce que dans la conduite d'amenée est disposé un clapet antiretour; et ce que la conduite d'évacuation est reliée à une conduite pour un gaz oxydant. Le procédé présente en outre les caractéristiques suivantes: - le déclenchement du processus d'oxydation se fait automatiquement; - le déclenchement du processus d'oxydation se fait manuellement; - l'oxydation est effectuée par un gaz oxydant, de préférence par de l'air, introduit dans cette portion du système de conduite, étant précisé que pendant cette introduction, le volume intérieur du four de coulée est verrouillé à l'égard de cette portion du système de conduite. Le dispositif présente en outre les caractéristiques suivantes: -- - la conduite de gaz est reliée à la conduite d'évacuation du côté sortie d'un premier robinet d'arrêt, proche du four de coulée, par l'intermé- diaire d'un robinet de commande et d'un clapet antiretour; - à la sortie libre de la conduite d'évacuation on peut respectivement rapporter, au moyen d'un dispositif de réglage, un diaphragme ou une ouverture de passage libre; - par coulissement au moyen du dispositif de réglage, on peut relier directement et positivement le diaphragme à la conduite de gaz oxydant; - dans la conduite d'évacuation, dans la portiono l'on peut admettre du gaz oxydant, est disposé un deuxième robinet d'arrêt qui est en relation positive avec le dispositif de commandede niveau; - le premier robinet d'arrêt, sur la conduite d'évacuation, le robinet de commande, sur la conduite, et le dispositif de réglage sont reliés positivement par une commande électrique que l'on peutmettre en circuit manuellement ou automatiquement. Grâce au procédé caractérisé en ce que le gaz inerte évacué ne circule que dans une portion limitée du système de conduite; et en ce que, périodiquement, on oxyde sans interrompre le processus de la coulée, le magnésium qui se dépose par condensation dans ce système de conduite, il est possible de nettoyer sans problème, par oxydation, les parties de la conduite polluées par le magnésium, étant précisé que ce nettoyage peut être déclenché périodiquement, manuellement ou automatiquement et qu'il est même possible pendant le processus de la coulée. Grâce au dispositif caractérisé en ce que, dans la conduite d'amenée est disposé un clapet antiretour; et en ce que la conduite d'évacuation est reliée à une conduite pour un gaz oxydant, le gaz pollué ne peut pas parvenir dans la partie de la conduite com- portant les robinets du dispositif de commande de niveau, ce qui simplifie notablement le processus de nettoyage. L'installation du dispositif sensible de commande de niveau dans un récipient fermé sous gaz inerte disparait, son entretien est notablement simplifié et sans risque pour le personnel. Ce n'est que grace à la construction de robinets permettant une postcombustion à températures très élevées, que la construction du dispositif proposé a été rendue possible car le robinet doit encore rester étanche malgré la postcombustion des dépôts de magnésium. L'invention est représentée à titre d'exemple dans un dessin schématique joint et elle est décrite ci-dessous. La figure unique représente un dispositif de coulée, manoeuvré par un gaz sous pression, dans lequel la coulée dans les moules se fait de préférence par ouverture et fermeture d'un bouchon commandé, dans un four de coulée 25. Pour la commande du niveau du bain de fusion dans le four de coulée 25, ce bain est mis, par l'intermédiaire d'une conduite d'amenée 1, sous gaz inerte comme par exemple de l'azote. Le dispositif de commande de niveau 2 présente un indicateur de niveau 3, une soupape de réglage de pression 4 comportant un élément de positionnement 5 - par exemple un moteur de positionnement - et une soupape d'amplification du débit 6 qui lui est reliée positivement. La soupape d'amplification du débit 6 est directement disposée dans la conduite d'amenée 1, avec une soupape de limitation de la pression 7, montée en amont, et un robinet d'arrêt 8, étant précisé que la soupape de réglage de pression 4 est montée parallèlement à ce circuit, entre les soupapes 6 et 7. Des conduites électriques de commande 9 établissent une liaison positive entre l'indicateur de niveau 3 et 1 'élément de positionnement 5. Le robinet d'arrêt 8 n'a pour fonction que deéverrouiller la conduite 1 en cas de panne de courant ou d'arrêt d'urgence. Avant le raccord de la conduite d'amenée 1 avec le four de coulée 20 est disposé un clapet antiretour 10 qui interdit le reflux du gaz inerte, pollué par le magnésium, qui se trouve dans le four, dans la conduite d'amenée 1 comportant les appareils 6, 4, et 8. Entre le clapet antiretour 10 et le four 25, une conduite d'évacuation 11, dans laquelle sont disposés-deux robinets d'arrêt et 21 à servocommande, se détache de la conduite d'amenée 1. A la sortie libre de la conduite d'évacuation 11 est disposée une pièce coulissante 12 qui présente un passage étranglé par un diaphragme 13 et un passage libre 14. Un dispositif de réglage permet de faire coulisser la pièce 12 de façon que, respectivement, soit le diaphragme 13, soit le passage libre 14 se trouve devant l'extrémité de la conduite d'évacuation 11. Le dispositif de réglage 15 est un vérin manoeuvré pneumatiquement et commadé par une électro-vanne 16. Entre les deux robinets d'arrêt 20 et 21, la conduite d'évacuation Il est reliée à une conduite 17 pour amener un gaz oxydant, de préférence de l'air comprimé. Un clapet antiretour 18 interdit que le gaz inerte puisse pénétrer dans la conduite 17. L'entrée de l'air comprimé dans la conduite d'évacuation 11 est commandée par un robinet 19 - de préfé- rence une électro-vanne à commande électrique. A la conduite 17 sont encore reliés positivement les robinets d'arrêts 20 et 21 par l'intermédiaire des servo-vannes 20a et 21a ainsi que le dispositif de réglage 15 par l'intermédiaire de l'électro-vanne 16, de sorte que l'air comprimé utilisé pour l'oxydation du magnésium sert également de fluide de commande pour les éléments de commutation mentionnés. Une conduite 17a, qui constitue un embranchement de la conduite 17 est reliée à la pièce coulissante 12 et sert au nettoyage du diaphragme 13. La servo-vanne 20a du robinet d'arrêt 20, le robinet de commande 19 et l'électro-vanne 16 du dispositif de réglage 15 sont reliés positivement à une commande électrique 22, étant précisé que celle-ci présente un interrupteur 23 qui peut commuter manuellement ou automatiquement, sous l'action par exemple d'un relais temporisé. La commande 22 est reliée positivement aux robinets 20, 20a, 19 et 15 par l'intermédiaire de verrouillages élec- triques 24. C'est la conduite d'évacuation 11, passant par les robinets d'arrêt 20 et 21 et le diaphragme 13, qui assure la diminution de pression dans le dispositif de coulée. Dès que le dispositif de commande de niveau 2 ouvre le robinet d'arrêt 21, le diaphragme 13 sert à réduire de façon contrôlée la pression dans le four de coulée. Simultanément, la soupape de réglage de pression 4 est rAglée, avec un peu de retard, sur une pression plus faible. Pendant la chute de pression, du magnésium se dépose dans la conduite d'évacuation 11 et en particulier dans le diaphragme 13. Pour nettoyer la conduite, on ferme périodiquement, manuellement ou par déclenchement automatique, au moyen de l!inter- rupteur 23, le robinet d'arrêt 20; au moyen des dispositifs de réglage 15, on fait coulisser le diaphragme 13 pour l'amener en position de rinçage en face de la conduite 17a; puis, en ouvrant le robinet de commande 19, on souffle de l'air comprimé, ou un autre gaz oxydant, dans la conduite d'évacuation 11 et, par l'intermédiaire de la conduite 17a, dans le diaphragme 13. Par ce moyen on oxyde (on brûle) le magnésium déposé, étant précisé que, grâce à la position du passage libre 14 et du diaphragme 13 et grâce à leur conception et leur disposition appropriées à l'extrémité de la conduite d'évacua- tion 11, aucun dommage ne peut être occasionné par le magnésium qui brûle avec une flamme mince. Le verrouillage électrique 24 garantit que l'on ne peut entreprendre le processus de rinçage que lorsque le robinet d'arrêt 20 est fermé. Les procédés de dispositifs décrits ici peuvent également s'employer lorsque le dispositif de coulée ne présente pas de fermeture par bouchon, mais que la coulée dans les moules est commandée autrement, comme par exemple mise à l'atmosphère partielle de l'intérieur du four après la coulée, c'est-à-dire relèvement du niveau du métal liquide au-dessus de l'ouverture de coulée ou abais- sement de ce niveau en dessous de cette ouverture. REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour couler du fer traité au magnésium au moyen d'un dispositif de coulée manoeuvré au gaz sous pression, étant précisé que le gaz inerte évacué de temps à autre du four de coulée est enrichi en magnésium, caractérisé en ce que le gaz inerte évacué ne circule que dans une portion limitée du système de conduite; et en ce que, périodiquement, on oxyde, sans interrompre le processus de la coulée, le magnésium qui se dépose par condensation dans ce système de conduite. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déclenchement du processus d'oxydation se fait automa- tiquement. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déclenchement du processus d'oxydation se fait manuel- lement. 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que l'oxydation est effectuée par un gaz oxydant, de préférence par de l'air, introduit dans cette portion du système de conduite, étant précisé que pendant cette introduction, le volume intérieur du four de coulée est verrouillé à l'égard de cette portion du système de conduite. ) Dispositif pour l'exécution du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant une conduite d'amenée (1) pour amener le gaz inerte au four de coulée, munie d'une commande de niveau (2) par modification de la pression du gaz, ainsi qu'une conduite d'évacuation (11), caractérisé en ce que dans la conduite d'amenée (1) est disposé un clapet antiretour (10); et en ce que la conduite d'évacuation (11) est reliée à une conduite (17) pour un gaz oxydant. 6 ) Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que la conduite (17) est reliée à la conduite d'évacuation (11) du côté sortie d'un premier robinet d'arrêt (20), proche du four de coulée (25), par l'intermédiaire d'un robinet de commande (19) et d'un clapet antiretour (18). 7 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 5 ou 6, caractérisé en ce qu'à la sortie libre de la conduite d'évacuation (11) on peut respectivement rapporter, au moyen d'un dispositif de réglage (15), un diaphragme (13) ou une ouverture de passage libre (14). 8 ) Dispositif selon la revendication 7, caracté- risé en ce que, par coulissement au moyen du dispositif de réglage (15), on peut relier directement et positivement le diaphragme (13) à la conduite (17, 17a) de gaz oxydant. 9 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 5 à 8, caractérisé en ce que dans la conduite d'évacuation (11), dans la portion o l'on peut admettre du gaz oxydant, est disposé un deuxième robinet d'arrêt (21) qui est en relation positive avec le dispositif de commande de niveau (2). ) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 5 à 9, caractérisé en ce que le premier robinet d'arrêt (20), sur la conduite d'évacuation (11), le robinet de commande (19), sur la conduite (17), et le dispositif de réglage (15) sont reliés positivement par une commande électrique que l'on peut mettre eh circuit manuellement ou automatiquement.