Brevet FR2747693A1 — publié le 19971024

L'invention se rapporte à un dispositif de traitement sous atmosphère contrôlée d'un matériau liquide, tel un métal à l'état liquide. L'invention se rapporte plus particulièrement mais non exclusivement à un dispositif pour l'affinage d'aluminium, tel l'aluminium dit de deuxième fusion. L'invention concerne un dispositif qui met en oeuvre - un réceptacle premier, d'un volume utile défini par au moins une face d'une paroi, destiné à contenir le matériau liquide à traiter, - une enceinte, dite de confinement et d'un volume utile défini par au moins une face d'une paroi, reliée à un moyen d'action sur la pression d'un fluide sensiblement gazeux qui s'y trouve, tel un corps à l'état gazeux et/ou vaporisé, - un réceptacle second, d'un volume utile défini par au moins une face d'une paroi, destiné à recevoir et contenir le matériau liquide ayant subi un traitement de purification par passage dans l'enceinte précitée, et - un moyen de transfert pour prélever le matériau liquide dans le réceptacle premier puis le faire transiter dans l'enceinte contre une surface dite d'exposition sous la forme d'une couche dont la face libre est exposée dans l'enceinte et finalement, l'évacuer vers le réceptacle second après ce transit. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un dispositif qui puisse être, sans concession, utilisé sur un site industriel métallurgique. D'autres résultats que l'invention vise à obtenir apparaItront à la lecture de la description qui suit. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figures 1 à 3 : le dispositif vu en coupe selon un plan transversal et dans différentes attitudes de fonctionnement, - figure 4 : le même dispositif vu en coupe selon un plan longitudinal. En se reportant au dessin, on voit un dispositif 1 de traitement sous atmosphère contrôlée d'un matériau liquide 2, tel un métal à l'état liquide. Bien que cela n'apparaisse pas de manière flagrante sur le dessin, le dispositif 1 est particulièrement, mais non exclusivement, adapté à l'affinage d'aluminium. De manière remarquable, le dispositif 1 met en oeuvre - un réceptacle premier 3, d'un volume utile défini par au moins une face 3A d'une paroi 3B, destiné à contenir le matériau liquide 2 à traiter, - une enceinte 4, dite de confinement et d'un volume utile défini par au moins une face 4A d'une paroi 4B, reliée à un moyen 5 d'action sur la pression d'un fluide sensiblement gazeux qui s'y trouve, tel un corps à l'état gazeux et/ou vaporisé, - un réceptacle second 6, d'un volume utile défini par au moins une face 6A d'une paroi 6B, destiné à recevoir et contenir le matériau liquide 2 ayant subi un traitement de purification par passage dans l'enceinte 4 précitée, et - un moyen 7 de transfert, pour prélever le matériau liquide 2 dans le réceptacle premier 3 puis, le faire transiter dans l'enceinte 4 contre une surface 8 dite d'exposition sous la forme d'une couche 9 dont la face libre 9A est exposée dans l'enceinte 4 et finalement, l'évacuer vers le réceptacle second 6 apres ce transit. Le moyen 5 d'action sur la pression d'un fluide sensiblement gazeux, tel un corps à l'état gazeux et/ou vaporisé, qui se trouve dans l'enceinte 4, consiste en un moyen 5 de pompage adéquate. De manière remarquable, pour constituer le moyen 7 de transfert - au moins celui dit premier des réceptacles dits premier et second, c'est à dire au moins celui des réceptacles qui est destiné à contenir le matériau liquide 2 à traiter par passage sur la surface 8 d'exposition, est porté par un moyen 7A de basculement en vue d'induire, par gravité, le déversement contrôlé dudit matériau liquide 2 qu'il contient par dessus un bord 3C sensiblement rectiligne et approximativement horizontal qu'il présente à cet effet, - c'est à ce bord 3C du réceptacle premier que se trouve raccordée au moins une surface 8 qui, constituant la surface 8 dite de d'exposition, d'une part, est générée par une ligne sensiblement rectiligne et parallèle au dit bord et, d'autre part, est également raccordée à un bord 6C, dit de déversement, sensiblement rectiligne et approximativement horizontal, quant à lui présenté par le réceptacle second 6, - au moins les deux réceptacles 3, 6 sont disposés de manière telle que le déversement contrôlé du matériau liquide 2 contenu dans le réceptacle premier 3 sur la surface 8 d'exposition induit la formation d'une couche 9 d'épaisseur E déterminée sur cette surface 8 et que, par cela, ledit matériau liquide 2 s'écoule vers le bord 6C sensiblement rectiligne et approximativement horizontal quant à lui présenté par le réceptacle second 6 de manière à s'écouler dans ce réceptacle 6. De manière remarquable, l'enceinte 4 de confinement est délimitée par une paroi 4B qui, en déterminant un certain volume au moins au dessus des deux réceptacles 3, 6 et de la surface 8 d'exposition, les coiffe de manière étanche. Avantageusement, l'installation de l'invention permet qu'avant et/ou pendant le transfert du matériau liquide d'un réceptacle à un autre, ledit matériau puisse être traité selon une technique classique. Dans ce dispositif, on peut, par exemple, effectuer des opérations de décrassage, addition d'éléments, barbotage, par exemple avec un gaz neutre. Pour constituer le moyen 7A de basculement - les deux réceptacles 3, 6 ainsi que la surface 8 d'exposition qui les relie, sont solidaires d'une même structure 10, - cette structure 10 est mobile au moins autour d'au moins un axe 7D, dit de basculement, sensiblement parallèle au bord 3C de déversement du réceptacle premier 3 et ce, depuis une position première P1 dans laquelle le matériau liquide 2 est librement contenu par le réceptacle premier 3 vers une position seconde S1 dans laquelle, ledit matériau 2 est contenu par le réceptacle second 6 conséquemment à son déversement contrôlé du réceptacle premier 3. La construction du dispositif de l'invention peut donc faire appel à des organes simples dont l'assemblage peut être facilement assuré en vue d'obtenir une robustesse et une fiabilité particulièrement notable. Le support 11 est par exemple constitué par le sol 11. De manière remarquable, le dispositif est conçu de manière réversible, c'est à dire, de manière telle que le matériau liquide transféré du réceptacle premier dans le réceptacle second (figure 2) puisse être, le cas échéant, transféré du réceptacle second dans le réceptacle premier (figure 3) et ainsi de suite le cas échéant. A cet effet, le dispositif comprend un plan PS de symétrie sécant a la surface d'exposition 8 et de part et d'autre duquel les réceptacles premier 3 et second 6 se trouvent disposés. De préférence et de manière remarquable, le plan PS de symétrie contient l'axe 7D de basculement. Ces caractéristiques permettent que, cependant que l'atmosphère située au dessus des réceptacles 3, 6 est contrôlée, le dispositif autorise plusieurs transferts du matériau liquide du réceptacle premier vers le réceptacle second, puis vice-versa de manière à parfaire le traitement dudit matériau liquide. Le moyen 7A de basculement comprend - un moyen 7E de guidage de la structure, autour d'au moins un axe 7D sensiblement parallèle au bord 3C de déversement du réceptacle premier 3 et ce, entre les positions première P1 et seconde S1, - un moyen 7F moteur pour le basculement de la structure autour de l'axe 7D de basculement, - un moyen 7G de commande du moyen 7F moteur. Le moyen 7E de guidage et le moyen 7F moteur sont avantageusement constitués par une crémaillère courbe qui, supportant la structure 10 du dispositif, est quant à elle placée en appui sur des roues dentées qui sont guidées en rotation par rapport à un support 11, tel le sol, et dont au moins l'une est mue par un organe moteur 7F d'entraînement en rotation. La paroi 4B qui détermine le volume de l'enceinte 4 au dessus des réceptacles 3, 6 est une paroi courbe qui tourne une face concave 4A vers lesdits réceptacles 3, 6. La paroi 4B qui, en déterminant un certain volume au moins au dessus des deux réceptacles 3, 6 et de la surface 8 d'exposition, les coiffe de manière étanche, consiste en une chambre qui abrite ces réceptacles 3, 6, la surface 8 d'exposition ainsi que la structure porteuse. Le dispositif 1 comprend un moyen 13 de chauffage au moins pour le maintien à une température déterminée du matériau 2 contenu dans le réceptacle premier 3. De manière préférentielle et remarquable, la paroi 4B qui, en déterminant un certain volume au moins au dessus des deux réceptacles 3, 6 et de la surface 8 d'exposition, les coiffe de manière étanche, d'une part, consiste en une paroi 4B étanchement reliée aux réceptacles 3, 6 de manière à s'étendre à la fois au dessus de ces réceptacles 3, 6 et de la surface 8 d'exposition et, d'autre part, incorpore le moyen 13 de chauffage. Par cela la température du matériau peut être gérée pendant tout le traitement, c'est à dire quelque soit la position du dispositif. Au moins une fraction 3D de la face 3A qui détermine le volume utile du réceptacle premier 3 est raccordée au bord 3C dit de déversement de ce réceptacle 3 et, cette fraction 3D de face 3A est conformée et disposée de manière telle que, lorsque la structure porteuse 10 des réceptacles se trouve en position seconde S1, le matériau 2 initialement contenu dans le réceptacle premier 3, a été déversé dans le réceptacle second 6 par passage sur la surface 8 d'exposition. Au moins une fraction 6D de la face 6A qui détermine le volume utile du réceptacle second 6 est raccordée au bord 6C, dit de déversement de ce réceptacle 6, et cette fraction 6D de face 6A est raccordée, d'une part, au bord 6C dit de déversement de ce réceptacle 6 et, d'autre part à la face 4A de la paroi 4B d'enceinte tournée vers les réceptacles 3, 6, de manière telle que, lorsque la structure 10 porteuse des réceptacles 3, 6 se trouve en position seconde S1, le matériau 2 déverse du réceptacle premier 3 est retenu dans le réceptacle second 6. Au moins l'une des parois 3B, 6B, 4B qui délimitent l'un des éléments 3, 4 que sont le réceptacle premier 3 et l'enceinte 4, comprend au moins une ouverture 14/15 de chargement du matériau 2 destiné à être traité. Au moins l'une des parois 4B, 6B qui délimitent l'un des éléments que sont l'enceinte 4 et le réceptacle second 6, comprend au moins une ouverture 14/15 qui, dite de déchargement du matériau 2 traité, présente un bord 15C de déchargement et, au moins le réceptacle second 6 est porté par un moyen 16 de déchargement par déversement contrôlé du matériau liquide 2 qu'il contient par dessus le bord 15C présenté à cet effet par l'ouverture de déchargement 15. Chaque ouverture 14, 15 de chargement et/ou de déchargement est équipée d'une porte de fermeture étanche 14A, 15A. Pour constituer le moyen 16 de déchargement par déversement, au moins le réceptacle second 6 comprend des moyens 16A, 16B, 16C assurant son guidage et son déplacement d'une position première P2 dans laquelle il contient librement le matériau 2 traité, vers une position seconde opposée S2 qui est acquise au terme du déchargement du matériau 2 par dessus le bord 15C à cet effet de l'ouverture de déchargement 15. De préférence, l'ouverture de déchargement 14/15 est réservée dans une partie de paroi 4B qui s'étend dans un plan sécant au bord de déversement 3C du réceptacle premier 3 et, au moins le réceptacle second 6 est porté par un moyen 16A de guidage autour d'un axe 16B sensiblement parallèle au dit bord de déchargement 15C. De préférence et de manière remarquable, le moyen 7 de basculement est disposé entre les réceptacles 3, 6 et le moyen 16 de déversement. De manière préférentielle, c'est la structure porteuse 10 des réceptacles 3, 6 et de l'enceinte 4 qui est, au moins indirectement, placée sous l'influence du moyen 16A de déchargement par déversement. Outre le moyen 16A de guidage du mouvement de basculement, le moyen 16 de déchargement comprend au moins - un moyen moteur 16C pour le basculement de la structure 10 autour de l'axe de basculement 16A, et - un moyen de commande 16D du moyen moteur 16C. De préférence, au moins au niveau de l'ouverture de déchargement, le dispositif comprend un moyen guidage 17 de l'écoulement du matériau liquide à travers l'ouverture 14/15 de déchargement lequel moyen s'oppose à l'écoulement du matériau liquide d'un des réceptacles vers l'autre. Par exemple, ce moyen de guidage consiste en une paroi 17. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de traitement sous atmosphère contrôlée d'un matériau liquide (2), tel un métal à l'état liquide, lequel dispositif (1) est caractérisé en ce qu'il met en oeuvre - un réceptacle premier (3), d'un volume utile défini par au moins une face (3A) d'une paroi (3B), destiné à contenir le matériau liquide (2) à traiter, - une enceinte (4), dite de confinement et d'un volume utile défini par au moins une face (4A) d'une paroi (4B), reliée a un moyen (5) d'action sur la pression d'un fluide sensiblement gazeux qui s'y trouve, tel un corps à l'état gazeux et/ou vaporisé, - un réceptacle second (6), d'un volume utile défini par au moins une face (6A) d'une paroi (6B), destiné à recevoir et contenir le matériau liquide (2) ayant subi un traitement de purification par passage dans l'enceinte (4) précitée, - un moyen (7) de transfert, pour prélever le matériau liquide (2) dans le réceptacle premier (3) puis, le faire transiter dans l'enceinte (4) contre une surface (8) dite d'exposition sous la forme d'une couche (9) dont la face libre (9A) est exposée dans l'enceinte (4) et finalement, l'évacuer vers le réceptacle second (6) après ce transit. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que, pour constituer le moyen (7) de transfert - au moins celui dit premier des réceptacles dits premier et second, c'est à dire au moins celui des réceptacles qui est destiné à contenir le matériau liquide (2) à traiter par passage sur la surface (8) d'exposition, est porté par un moyen (7A) de basculement en vue d'induire, par gravité, le déversement contrôlé dudit matériau liquide (2) qu'il contient par dessus un bord (3C) sensiblement rectiligne et approximativement horizontal qu'il présente à cet effet, - c'est à ce bord (3C) du réceptacle premier que se trouve raccordée au moins une surface (8) qui, constituant la surface (8) dite de d'exposition, d'une part, est générée par une ligne sensiblement rectiligne et parallèle au dit bord et, d'autre part, est également raccordée à un bord (6C), dit de déversement, sensiblement rectiligne et approximativement horizontal, quant à lui présenté par le réceptacle second (6), - les deux réceptacles (3, 6) sont disposés de manière telle que le déversement contrôlé du matériau liquide (2) contenu dans le réceptacle premier (3) sur la surface (8) d'exposition induit la formation d'une couche (9) d'épaisseur E déterminée sur cette surface (8) et que, par cela, ledit matériau liquide (2) s'écoule vers le bord 6C sensiblement rectiligne et approximativement horizontal quant à lui présenté par le réceptacle second (6) de manière à s'écouler dans ce réceptacle (6). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'enceinte (4) de confinement est délimitée par une paroi (4B) qui, en déterminant un certain volume au moins au dessus des deux réceptacles (3, 6) et de la surface (8) d'exposition, les coiffe de manière étanche. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que, pour constituer le moyen (7A) de basculement - les deux réceptacles (3, 6) ainsi que la surface (8) d'exposition qui les relie, sont solidaires d'une même structure (10), - cette structure (10) est mobile au moins autour d'au moins un axe (7D), dit de basculement, sensiblement parallèle au bord (3C) de déversement du réceptacle premier (3) et ce, depuis une position première (P1) dans laquelle le matériau liquide (2) est librement contenu par le réceptacle premier (3) vers une position seconde (S1) dans laquelle, ledit matériau (2) est contenu par le réceptacle second (6) conséquemment à son déversement contrôle du réceptacle premier (3). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que la paroi (4B) qui, en déterminant un certain volume au moins au dessus des deux réceptacles (3, 6) et de la surface (8) d'exposition, les coiffe de manière étanche, d'une part, consiste en une paroi (4B) étanchement reliée aux réceptacles (3, 6) de manière à s'étendre à la fois au dessus de ces réceptacles (3, 6) et de la surface (8) d'exposition et, d'autre part, incorpore un moyen 13 de chauffage. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisé en ce qu'au moins une fraction (3D) de la face (3A) qui détermine le volume utile du réceptacle premier (3) est raccordée au bord (3C) dit de déversement de ce réceptacle (3) et, cette fraction (3D) de face (3A) est conformée et disposée de manière telle que, lorsque la structure porteuse (10) des réceptacles se trouve en position seconde (S1), le matériau (2) initialement contenu dans le réceptacle premier (3), a été déversé dans le réceptacle second (6) par passage sur la surface (8) d'exposition. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé en ce qu'au moins une fraction (6D) de la face (6A) qui détermine le volume utile du réceptacle second (6) est raccordée au bord (6C), dit de déversement de ce réceptacle (6), et cette fraction (6D) de face (6A) est raccordée, d'une part, au bord (6C) dit de déversement de ce réceptacle (6) et, d'autre part à la face (4A) de la paroi (4B) d'enceinte tournée vers les réceptacles (3, 6), de manière telle que, lorsque la structure (10) porteuse des réceptacles (3, 6) se trouve en position seconde (S1), le matériau (2) déversé du réceptacle premier (3) est retenu dans le réceptacle second (6). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 7 caractérisé en ce qu'au moins l'une des parois (4B, 6B) qui délimitent l'un des éléments que sont l'enceinte (4) et le réceptacle second (6), comprend au moins une ouverture (14, 15) qui, dite de déchargement du matériau (2) traité, présente un bord (15C) de déchargement et, au moins le réceptacle second (6) est porté par un moyen (16) de déchargement par déversement contrôlé du matériau liquide (2) qu'il contient par dessus le bord (15C) présenté à cet effet par l'ouverture de déchargement (15). 9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que, en ce que l'ouverture de déchargement (14, 15) est réservée dans une partie de paroi (4B) qui s'étend dans un plan sécant au bord de déversement (3C) du réceptacle premier (3) et, au moins le réceptacle second (6) est porté par un moyen (16A) de guidage autour d'un axe (16B) sensiblement parallèle au dit bord de déchargement (15C). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'il comprend un plan (PS) de symetrie sécant à la surface d'exposition 8 et de part et d'autre duquel les réceptacles premier (3) et second (6) se trouvent disposés.