Brevet FR2647886A1 — publié le 19901207

- 1 2647886. Four de fonderie La présente invention est relative à un four de fonderie, en parti- culier à un four de fonderie pour métaux légers, comprenant une chambre longitudinale constituée d'un matériau réfractaire incluant près d'une extrémité une entrée pour le matériau à fondre telle que des déchets et/ou des barres, une sortie de laitier à au moins une extrémité, une gorge de sortie incluant une ouverture de dosage à l'autre extrémité, et des éléments chauffants pour fondre le métal incluant des éléments de résistances a rayonnement direct dans le couvercle de la chambre et des éléments plongeurs déplaçables librement verticalement et s'étendant vers le bas du couvercle de la chambre pour flotter sur et dans le métal fondu. Dans les fours de fonderie du type mentionné ci-dessus l'ouverture de dosage pour la sortie du métal fondu a été placée au fond de la cham- bre de fusion ou dans une gorge peu profonde à proximité du couvercle. Ces deux solutions ont des désavantages. Une fuite dans une ouverture de dosage située dans le fond du four de fonderie a pour conséquence que le four doit être arrêté, c'est-à- dire qu'il doit être vidé et que la fuite doit être réparée. Cela provoque une rupture importante de la production et l'élément chauffant dans le métal fondu est détruit et doit étre remplacé. Il est donc avantageux que le four puisse être arrêté pour la réparation d'une fuite éventuelle sans avoir à vider le métal fondu. Dans un four de fonderie dans lequel l'ouverture de dosage pour le métal fondu est placée dans une gorge peu profonde à proximité du cou- vercle de la chambre de fusion, la soupape de l'ouverture de dosage peut être remplacée sans avoir à vider le métal fondu de la chambre. Cette solution présente cependant l'inconvénient que la chambre de fusion ne peut pas être utilisée comme un espace tampon. L'alimentation en déchets et en barres et l'extraction du métal fondu varient et il est souhaitable que la chambre de fusion puisse amortir ces variations et différences entre l'alimentation et la sortie. La présente invention a pour objet de réaliser un four de fonderie en particulier pour du métal léger, tel que du zinc et de l'aluminium, 2- 2647886 --2-- qui peut être périodiquement arrêté pour réparation sans que l'on ait à vider totalement l'espace de fusion, permettant ainsi d'utiliser effica- cement l'espace de fusion comme espace tampon pour compenser des varia- tions d'alimentation et de sortie. La présente invention a également pour objet de réaliser un four de fonderie qui possède une structure plus simple et plus compacte qu'auparavant. La structure compacte rend possible de réduire les coûts de bâtiment et d'améliorer les conditions de travail dans la fonderie. Dans les fonderies de métaux légers des pertes de métal se produi- sent pour différentes raisons. Si le contenu en métal des déchets et du laitier peuvent être récupérés sans coûts d'investissement importants et sans problèmes de qualité les caractéristiques économiques de la fonderie seront améliorées. Dans les fours de fonderie connus la récupé- ration était compliquée et donc coteuse. Le but de la présente inven- tion est donc d'éliminer ces désavantages. Le but de l'invention est ainsi de fournir un four de fonderie en particulier pour des métaux légers tel que du zinc et de l'aluminium qui rend possible de préchauffer des déchets métalliques, de fondre des barres métalliques, et de récupérer du métal et du laitier par refu- sion. Selon l'invention il est possible de purifier et doser le métal fondu sur le site de coulée dans une fonderie à l'aide d'au moins un four. Selon l'invention les variations d'alimentation et de sortie sont efficacement amorties en utilisant une gorge dont la hauteur est envi- ron 1/3-2/3 de la hauteur de la chambre, la partie active de l'élément plongeur en direction verticale étant au plus égale à la distance du fond de la gorge par rapport au fond de la chambre, de telle sorte que la partie active de l'élément plongeur plonge en permanence dans le métal fondu même lorsque le four de fonderie est totalement arrêté notamment pour une réparation. De fa qn à permettre le contrôle de la température du métal fondu et de sa composition longitudinalement dans le four de fonderie, le fond de la chambre, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, possède des parois de seuil dirigées vers le haut entre les éléments plongeurs et la gorge, c'est-à-dire entre la chambre de dosage et la chambre de fusion, les dimensions en sens vertical de la paroi de seuil -3- étant inférieures à la distance entre le fond de la gorge et le fond de chambre de telle sorte que le métal fondu puisse être transporté de la chambre de fusion a la chambre de dosage même lorsque le niveau du métal fondu est a son plus bas. De façon a réaliser un cloisonnement dans le sens longitudinal de la chambre en zones différentes, la chambre peut posséder longitudinale- ment, a distance les unes des autres, s'étendant vers le bas du couver- cle, des parois en rideau entre l'entrée et les -léments plongeurs, c'esta-dire entre la chambre de chargement et la chambre de fusion, les cloisons en rideau s'étendant a un niveau inférieur au niveau du fond de la gorge et, de préférence, jusqu'au même niveau que le bord supérieur de la paroi de seuil. Dans le couvercle, entre les deux cloi- sons en rideau s'étendant vers le bas, on peut placer des éléments de résistances séparés, à rayonnement direct, de fagn à maintenir suffisa- ment élevée la température du métal fondu dans la chambre de récupéra- tion de laitier. Dans cette chambre de récupération de laitier, le laitier peut être alimenté de manière à permettre la récupération de son contenu en métal, par exemple par une boite a laitier longitudinale ouverte vers le haut avec des trous dans son fond, qui est constituée d'un matériau réfractaire, qui est maintenue flottante sur la surface du métal fondu et qui passe par une porte dans et a l'extérieur de la paroi latérale de la chambre de récupération de laitier entre les cloisons en rideau s'étendant vers le bas mentionnées précédemment. L'ouverture de dosage qui de préférence s'étend vers le bas depuis le fond de la gorge possède dans un mode de réalisation préféré un mandrin disposé également verticalement qui possède une forme de cône à son extrémité inférieure et qui est raccordé intimement à une ouver- ture conique correspondante se rétrécissant vers le bas dans l'extrémi- té d'entrée supérieure de l'ouverture de dosage. Avec une telle soupape on peut obtenir une bonne fermeture de l'ouverture de dosage. La présente invention va être décrite plus en détail en se réfé- rant au dessin annexé dans lequel: La figure 1 illustre une vue latérale d'un mode de réalisation préféré de l'invention et la figure 2 illuste le même mode de réalisation vu de dessus. -4- Le four de fonderie représenté sur le dessin comporte une chambre longitudinale constituée d'un matériau réfractaire qui 'a été divisée en différentes sections à savoir, a) une chambre de préchauffage avec une entrée 18 et un tube con- voyeur 1 et un couvercle de chauffage avec des éléments de résistances électriques 3 à rayonnement direct, commandables réalisés d'un seul tenant avec lui pour l'alimentation et le préchauffage (séchage) de déchets métalliques, b) une chambre de chargement 4, c) une chambre de fusion 7, et d) une chambre de dosage 12 avec une, gorge de sortie 13 et une ouverture de dosage 14 qui peut posséder une soupape de sortie. Entre la chambre de chargement 4 et la chambre de fusion 7 il est également prévu e) une chambre de récupération de laitier 11 dans laquelle on peut maintenir une température plus élévée au moyen d'éléments chauffants (3') intégrés a son couvercle. La chambre de chargement 4 et la chambre de dosage 12 possèdent également un couvercle de chauffage qui possède des éléments de résis- tances a rayonnement direct 3 du type mentionné ci-dessus. La chambre de.fusion 7 possède d'autre part dans ses parties supérieures une isola- tion thermique par l'intermédiaire d'éléments plongeurs 9 qui flottent à la surface du métal fondu, lesdits éléments possédant des éléments de résistances électriques en saillie vers le bas 8 et qui plongent dans le métal fondu de manière à se déplacer verticalement par suite de changements de niveau du métal fondu. Les éléments plongeurs 9 peuvent également posséder des thermo-éléments non représentés pour mesurer la température du métal fondu. La chambre de chargement possède une porte 5 pour l'alimentation en barres métalliques et pour retirer le laitier de la surface du métal fondu dans la chambre de chargement 4. La porte 5 est ainsi située au- dessus de la surface du métal fondu sensiblement au même niveau que le convoyeur 1. La chambre de récupération de laitier 11 est délimitée par rapport à la chambre de chargement 4 et à la chambre de fusion 7 par deux cloisons en rideau 10 espacées longitudinalement l'une de l'autre et s'étendant vers le bas jusque sensiblement le même niveau que le fond 16 de la gorge de sortie 13. Entre les parois en rideau 10 est placée une porte 6 prévue pour introduire et sortir une boite à laitier qui est constituée d'une boîte longitudinale ouverte vers le haut avec un fond perforé. Dans la chambre de récupération de laitier 11 on peut maintenir une température plus élevée que dans les autres parties du four de fonderie au moyen des éléments de résistances (3'), de telle manière que le métal léger dans le laitier fond et s'écoule au travers des perforations dans le fond dans la boîte à laitier après quoi le laitier peut être retiré et déversé. La boite à laitier (non représentée) est constituée d'un matériau réfractaire et flotte à la surface du métal fondu. La chambre de fusion 7 et la chambre de dosage 12 sont délimitées l'une par rapport à l'autre par une paroi de seuil 15 qui s'étend vers haut à partir du fond 12 du four de fonderie, ladite paroi s'étendant vers' le haut jusqu'à un niveau légèrement inférieur au niveau du fond 16 de la gorge de sortie 13. La gorge de sortie 13 est relativement étroite, correspondant au plus au tiers de la largeur de la chambre et est également relativement profonde, le fond 16 de la gorge étant environ à mi chemin entre le couvercle de chauffage et le fond 17 de la chambre de dosage. Une telle configuration de la gorge de sortie 13 rend possible de prélever le métal fondu du four de fonderie au travers de l'ouverture de dosage 14 malgré de grandes variations du niveau du métal fondu mais de telle manière que la sortie du métal fondu peut être interrompue par exemple pour changer une soupape dans l'ouverture de dosage 14 sans qu'il soit nécessaire de vider totalement le four du métal fondu et de telle manière que l'élément chauffant 8 de l'élément plongeur 9 ne soit pas détruit. L'ouverture de dosage 14 s'étendant verticalement vers le bas peut de préférence être fermée à l'aide d'un mandrin également vertical faisant saillie vers le bas du fond de la gorge et qui possède une partie conique à son extrémité inférieure qui peut être raccordée inti- mement à une ouverture conique correspondante se rétrécissant vers le bas dans l'extrémité d'entrée supérieure de l'ouverture de dosage 14. Le dosage du métal fondu à travers l'ouverture de dosage 14 peut égale- ment être contr5lé en commandant le niveau de la surface du métal fondu 6 26 4 2647886 dans le four de fonderie et en particulier dans la chambre de dosage 12 par exemple à l'aide d'une pompe dans la chambre de dosage 12. Ainsi la gorge de sortie 13 doit de préférence être plus longue que cela n'est représenté sur le dessin. _7 2647886. REVENDICATIONS 1. Four de fonderie, en particulier pour du métal léger, compre- nant une chambre longitudinale (4, 7, 11, 12) constituée d'un matériau réfractaire, incluant, a proximité d'une extrémité, une entrée pour des déchets (18) et/ou des barres (5), une sortie de laitier (5, 6) au moins à cette extrémité, une gorge de sortie (13) incluant une ouver- ture de dosage (14) a l'autre extrémité des éléments chauffants pour fondre le métal incluant des éléments de résistances a rayonnement di- recte (3, 3') dans le couvercle de la chambre (4, 11, 12) et des élé- ments plongeurs (8, 9) mobiles librement verticalement s'étendant vers le bas pour flotter sur et dans le métal fondu dans la chambre (7), caractérisé par le fait que la hauteur de la gorge (13) est environ 1/32/3 de la hauteur de la chambre (7, 12) et la partie active (8) de l'élément plongeur dans la direction verticale est au plus égale à la distance du fond (16) de la gorge par rapport au fond (17) de la cham- bre. 2. Four de fonderie selon la revendication 1, caractérisé par une paroi de seuil (15) s'étendant vers le haut du fond (17) de la chambre (7, 12) entre les éléments plongeurs (8, 9) et la gorge (13), et dont la dimension en hauteur est inférieure à la distance entre le fond (16) de la gorge et le fond (17) de la chambre. 3. Four de fonderie selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par une ou deux parois en rideau (10) situées à distance l'une de l'autre dans le sens longitudinal de la chambre (4, 7) et s'étendant vers le bas à partir du couvercle de la chambre entre l'en- trée (18) et les éléments plongeurs (8, 9) et qui s'étendent jusqu'à un niveau inférieur à celui du fond (16) de la gorge et ainsi jusqu'au même niveau que le bord supérieur de la paroi de seuil (15). 4. Four de fonderie selon la revendication 3, caractérisé par une boite à laitier longitudinale ouverte vers le haut comportant un fond perforé constitué d'un matériau réfractaire qui est maintenue flottante à la surface du métal fondu et une porte (6) pour introduire et sortir cette boite à laitier dans la paroi latérale de la chambre dans une chambre de récupération de laitier (11) entre les parois en rideau (10) s'étendant vers le bas. -8- 2647886 5. Four de fonderie selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé par un élément chauffant a rayonnement direct (3') dans le couvercle entre les deux parois en rideau (10) s'étendant vers le bas pour maintenir une température élevée dans le métal fondu situé dans la chambre de récupération de laitier (11). 6. Four de fonderie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'ouverture de dosage s'étend vers le bas et possède un mandrin coaxial avec une partie conique a son extrémité qui se raccorde intimement à une ouverture conique de forme correspondante se rétrécissant vers le bas dans -l'extrémité d'entrée supérieure de l'ouverture de dosage (14).