Brevet FR2775209A1 — publié le 19990827

La présente invention concerne un procédé pour protéger de l'oxydation et de l'inflammation un métal liquide non ferreux, notamment du magnésium liquide, dans une machine mettant en oeuvre ce métal ou ses alliages. Il est connu, dans les machines de coulée destinées à fabriquer des lingots de magnésium et de ses alliages, de protéger le magnésium contre les phénomènes d'oxydation et d'inflammation en injectant à sa surface des mélanges gazeux inertants ou inhibiteurs, contenant des gaz tels que l'hexafluorure de soufre (SF6) ou de diqxyde de soufre. (502) . Toutefois, compte tenu de la nature des gaz ainsi injectés, ce mode opératoire présente des risques importants pour la santé humaine et pour l'environnement. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, et elle propose à cet effet un procédé permettant de protéger un métal liquide non ferreux, notamment du magnésium liquide, de l'oxydation et de l'inflammation, dans une machine mettant en oeuvre ce métal, sans pratiquement aucun risque pour la santé des opérateurs ni pour l'environnement. Selon la présente invention, le procédé se caractérise en ce qu'il consiste à disposer, à la surface du métal liquide à protéger, un mélange gazeux de dioxyde de carbone, d'un gaz oxydant, d'argon et de xénon de façon à constituer une couche protectrice. Avantageusement la proportion en volume de dioxyde de carbone dans le mélange gazeux selon l'invention est dans la plage de 50 à 90%, la proportion en volume de gaz oxydant (par exemple de l'air sec) dans le mélange gazeux est dans la plage de 5 à 15Po, la proportion en volume d'argon est dans la plage de O à 40%, et la proportion en volume de xénon est dans la plage de O à 108. Avantageusement, selon l'invention, les composants du mélange gazeux sont asséchés avant leur contact avec le métal. Le rôle respectif de chacun des quatre constituants du mélange gazeux selon l'invention est le suivant - le dioxyde de carbone (C 2) est un gaz lourd, et présentant en outre des propriétés d'adsorption sur la magnésie (MgO), ce qui renforce l'effet de barrière de cette dernière - le gaz oxydant permet d'obtenir en surface une couche de magnésie jouant un rôle de barrière - l'argon, gaz lourd, non oxydant et insensible au rayonnement du magnésium à haute température, assure une limitation de l'échauffement du mélange gazeux et ainsi des phénomènes de convection associés ; - le xénon, gaz très lourd, inerte et également insensible au rayonnement du magnésium à haute température, permet de donner au mélange un poids spécifique plus important. C'est l'assemblage des propriétés respectives de ces quatre composants, et l'interaction de ceux-ci, qui permet d'obtenir une protection optimum du métal liquide, en particulier du magnésium. Pour bien faire comprendre l'invention on en décrira ci-après, à titre d'exemple sans caractère limitatif, un mode de mise-en-oeuvre préféré en référence au dessin schématique annexé dont la figure unique est une vue schématique partielle d'une machine de coulée de lingots de magnésium. En référence au dessin, on a représenté une machine de coulée comprenant une chaine de coulée 1 portant une succession de lingotières 2 circulant en continu en regard d'un tube de coulée 3 par lequel du magnésium à l'état liquide est déposé dans les lingotières 2. Pour protéger de l'air ambiant le magnésium déposé dans les lingotières 2, en évitant son oxydation et son inflammation, un mélange gazeux de protection est distribué par des rampes d'injection 4 dans les lingotières 2 vides avant la coulée, puis à la surface du métal dans les lingotières 2 pleines, jusqu'au point où la surface du lingot 5 est solidifiée et ne craint plus d'oxydation. Pour limiter la consommation de gaz et augmenter son efficacité, la zone des rampes d'injection 4 est généralement couverte par une hotte de confinement 6. Le mélange gazeux de protection est préparé à partir d'une bouteille 7 contenant du dioxyde de carbone (C02), d'une bouteille 8 contenant de l'air sec, d'une bouteille 9 contenant de l'argon et d'une bouteille 10 contenant du xénon. Les bouteilles 7 à 10 sous pression sont associées de façon connue à un dispositif de détente et de mélange approprié. Dans l'exemple particulier décrit le mélange gazeux injecté par les rampes 4 comprend des proportions en volume de 70% de dioxyde de carbone, de 9% d'air sec, de 20% d'argon et de 1% de xénon, et l'on constate que ce mélange gazeux assure une protection efficace, contre l'oxydation et l'inflammation, du magnésium liquide contenu dans les lingotières 2. On comprendra que la description ci-dessus a été donnée à simple titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de la présente invention. On comprendra en particulier qu'on a décrit à titre d'exemple l'application du procédé selon l'invention à une machine de coulée de lingots de magnésium, mais que le métal traité pourrait être un autre métal liquide non ferreux, et que la machine concernée pourrait être une autre machine de mise-en-oeuvre de ce métal. REVENDICATIONS. 1. Procédé pour protéger un métal non ferreux liquide de l'oxydation et de l'inflammation dans une machine mettant en oeuvre ce métal ou ses alliages, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer à la surface du métal non ferreux un mélange gazeux de dioxyde de carbone, d'un gaz oxydant, d'argon et de xénon pour constituer une couche protégeant de l'atmosphère ambiante. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la proportion de dioxyde de carbone dans le mélange gazeux est dans la plage de 50 à 908 en volume du mélange. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la proportion en volume de gaz oxydant dans le mélange gazeux est dans la plage de 5 à 15%. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la proportion en volume d'argon dans le mélange gazeux est dans la plage de O à 40%. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion en volume de xénon dans le mélange gazeux est dans la plage de O à 10%. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz oxydant est constitué par de l'air sec. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les composants du mélange gazeux sont asséchés avant leur contact avec le métal. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le métal protégé est du magnésium liquide. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la machine de mise-enoeuvre du métal non ferreux liquide est une machine de coulée.