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Il est souvent nécessaire, dans les traitements métallurgiques, de faire réagir un réactif solide ou pulvérulent sur un bain métallique liquide (métal ou alliage fondu).
Cette opération s'effectue généralement en projetant sur le bain liquide des fragments, de dimensions plus ou moins bien définies, du solide. Ce mode opératoire présente les inconvénients suivants:
Le dosage de l'addition manque souvent de précision, certains fragments, notamment les plus petits, pouvant rester adhérents au récipient qui les a contenus.
Il n'est pas possible de faire débuter l'action de l'addition en une région choisie à l'avance dubain-liquide. L'addition se présente, en effet, par rapport à ce dernier, dans des conditions de densité déterminées; elle est le plus souvent plus légère et reste par conséquent à la surface, où elle peut d'ailleurs éventuellement brûler plus ou moins complètement sous l'action de l'oxygène de l'air.,
L'instant précis auquel débute la réaction n'est ni exactement connu, ni même bien défini.
Enfin, l'opérateur chargé d'ajouter les éléments d'addition doit se placer à proximité et souvent au-dessus du bain liquide, ce qui peut présenter certaines incommodités et même de graves dangers.
On peut éviter partiellement les inconvénients indiqués ci dessus en recourant à des procédés d'injection par insufflation tels que celui décrit dans le brevet n 1.030.840 du 10.1.51 en vue de l'introduction, en application du brevet n 1. 029.203 du 7.12.50, de graphite pulvérulent dans un bain de fonte en fusion.
Dans ces procédés,l'addition est introduite dans le bain liquide par le canal d'un tube plongeant plus ou moins à l'intérieur du bain, son éjection étant assurée par la pression d'un gaz comprimé. Ces procédés présentent encore toutefois divers inconvénients:
Il arrive que les produits constituant l'addition, surtout s'ils sont pulvérulents, obstruent le tube d'injection. On peut, dans ce cas, forcer l'éjection en augmentant la pression du gaz comprimé, mais cette pratique risque de comporter des inconvénients pour l'opération industrielle en cours (possibilités de refroidissement ou d'oxydation du bain liquide, etc...).
La présente invention, due aux travaux de Monsieur René MAIRE et de Monsieur François Noël PENSA, a pour objet un procédé permettant l'introduction des additions par insufflation, tout en évitant les inconvénients précités. A cet effet, les matières additionnelles sont présentées sous la forme d'une ou de plusieurs cartouches constituées chacune par une enveloppe susceptible de se désagréger, ou de se dissoudre, dans le bain liquide, et renfermant une quantité exactement dosée, et éventuellement de granulométrie bien définie, de la substance additionnelle. Cette ou ces cartouches, d'une forme le plus souvent cylindrique, sont introduites dans le bain liquide, sous l'effet de la pression d'un gaz comprimé, par le canal d'un tube immergé à la profondeur voulue dans le bain.
Le diamètre de la ou des cartouches, légèrement inférieur au diamètre du tube d'injection, permet leur déplacement facile dans ce tube, sous l'action d'un gaz comprimé.
A titre d'exemple non limitatif, on décrit ci-après deux réalisations de dispositifs conformes à l'invention pour l'injection de réactifs solides par insufflation de cartouches.
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1 Dans un mode de réalisation simple, qui est le plus sou- vent utilisé, le dispositif d'injection comporte (figure I): - une plaque de tôle A formant support, munie de crochets de levage K, -un. ou plusieurs tubes d'injection C en matière résistant aux effets thermiques et chimiques du bain liquide, par exemple en graphite synthétique s'il s'agit d'appliquer à une fonte liquide le traitement décrit dans le brevet n 1.029.203.du 7 décembre 1950 ; ces tubes sont fixés à la plaque par des colliers 3 et des vis H, - un ou des bouchons J1, formant raccord entre le ou les tu- bes C et l'amenée du gaz comprime par tube flexible T, - éventuellement une boite E de dosage des gaz, - une vanne F à commande rapide.
La ou les cartouches G, G , sont introduites par la partie in- férieure des tubes C supposés éloignés du bain métallique. La mise en place de la ou des cartouches est assurée à l'aide de bourres I prenant appui par frottement sur les parois des tubes C.
Lorsqu'une opération d'addition doit être effectuée, ce dispo- sitif est amené au-dessus du bain liquide, les tubes C sont immergés à la profondeur voulue, puis, par le jeu de la vanne de commande rapide, le gaz comprimé est libéré et la ou les cartouches G sont introduites.
2 Dans un mode de réalisation plus perfectionné (figure II) le type de bouchon J1 est remplacé par un type de bouchon J2 comportant un obturateur 0 susceptible d'être commandé de l'extérieur. L'arrivée du gaz sous pression se fait comme précédemment par un tube flexible T débouchant dans le bouchon J2.
Avec ce dispositif, une opération d'addition est effectuée comme suit : le dispositif ayant été amené au-dessus du bain liquide, et le tube d'injection immergé à la profondeur désirée, on ouvre l'obtura- teur 0, on introduit le nombre de cartouches désiré {en position G1), on laisse ces cartouches descendre au-dessous du niveau de la communi- cation avec le tube T ( en position G ), on ferme l'obturateur, on fait agir le gaz comprimé et l'on introduit ainsi la ou les cartouches dans le bain liquide.
On voit qu'avec ce dispositif, il n'est pas nécessaire d'assu- rer, à l'aide de bourres, la mise en place des cartouches et que, lors- qu'une opération est terminée, l'appareil peut resservir sans autre pré- paration pour une opération suivante.
Ce dispositif permet donc d'introduire successivement, à des intervalles de temps prescrits, des additions identiques ou différentes dans le bain liquide.
Les dispositifs conformes à l'invention présentent donc, par rapport aux dispositifs antérieurement employés, les avantages suivants:
1 - Ils permettent de doser avec précision la masse d'addi- tions de la granulométrie désirée, de libérer ces additions à une hau- teur déterminée dans le bain liquide, et de fixer avec précision l'in- stant précis des additions, assurant ainsi un meilleur rendement des opérations et une plus grande constance de leurs résultats.
Ils permettent de reporter la commande de l'appareil en de- hors de la zone qui avoisine le bain liquide, et qui est souvent d'un
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accès incommode ou dangereux.
Par rapport aux dispositifs d'injection tels que décrits dans le brevet n 1.030.840, le dispositif d'injection de cartouches, conforme à la présente invention, présente en outre l'avantage de sup- primer les risques d'obstruction et d'éviter en conséquence d'avoir à faire agir éventuellement des quantités excessives de gaz comprimé.
Accessoirement, ce dispositif permet en outre: - de refroidir, entre deux opérations, et cela en un temps très court, le tube d'introduction.
- d'utiliser, comme gaz d'insufflation, un gaz convenablement choisi susceptible d'agir lui-même comme réactif.
Exemple : Un dispositif conforme au tracé de la planche II a été utilisé pour introduire, par insufflation, dans une poche contenant 6 tonnes de fonte de 2ème fusion, huit cartouches cylindriques identiques en carton, contenant chacune un kg de graphite en poudre, tout venant, de granulométrie variable entre l'impalpable et environ 3 mm de diamètre.
Les huit cartouches ont été introduites en deux séries successives de quatre cartouches, la deuxième série à 3 minutes d'intervalle de la première.
Par déplacement en hauteur de l'appareil entre les deux injections, on s'était arrangé pour introduire la première série à une profondeur égale aux deux tiers de la hauteur du bain et la deuxième série à une profondeur égale au tiers de cette hauteur, assurant ainsi une excellente uniformité de répartition du graphite.
REVENDICATIONS
La présente invention a pour objet:
1 - Un procédé pour l'injection de réactifs solides ou pulvérulents dans un bain métallique liquide, caractérisé par l'utilisation simultanée des deux moyens suivants: a) Le réactif est disposé dans une ou plusieurs cartouches formées d'une enveloppe susceptible de se dissoudre ou de se désagréger dans le bain liquide, chaque cartouche contenant une masse déterminée, et éventuellement, d'une granulométrie définie, de réactif. b) Ces cartouches sont introduites dans le bain liquide par l'action d'un gaz comprimé.
2. - Un dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé et comportant des tubes d'injection immergés à la profondeur voulue.
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It is often necessary, in metallurgical treatments, to react a solid or pulverulent reagent on a liquid metal bath (molten metal or alloy).
This operation is generally carried out by projecting fragments, of more or less well defined dimensions, of the solid onto the liquid bath. This procedure has the following drawbacks:
The dosage of the addition often lacks precision, certain fragments, in particular the smallest ones, being able to remain adherent to the container which contained them.
It is not possible to start the action of the addition in a region chosen in advance of the bath-liquid. The addition occurs, in fact, relative to the latter, under determined density conditions; it is most often lighter and therefore remains on the surface, where it can moreover possibly burn more or less completely under the action of the oxygen in the air.
The precise moment at which the reaction begins is neither exactly known, nor even well defined.
Finally, the operator responsible for adding the addition elements must position himself near and often above the liquid bath, which can present certain inconveniences and even serious dangers.
The drawbacks indicated above can be partially avoided by resorting to injection methods by insufflation such as that described in patent n ° 1,030,840 of 10.1.51 with a view to the introduction, in application of patent n ° 1 029.203 of 7.12.50, of powdered graphite in a bath of molten iron.
In these processes, the addition is introduced into the liquid bath through the channel of a tube extending more or less inside the bath, its ejection being provided by the pressure of a compressed gas. However, these methods still have various drawbacks:
Sometimes the products constituting the addition, especially if they are powdery, clog the injection tube. In this case, it is possible to force the ejection by increasing the pressure of the compressed gas, but this practice risks having drawbacks for the industrial operation in progress (possibilities of cooling or oxidation of the liquid bath, etc ... ).
The present invention, due to the work of Mr. René MAIRE and Mr. François Noël PENSA, relates to a process allowing the introduction of additions by insufflation, while avoiding the aforementioned drawbacks. For this purpose, the additional materials are presented in the form of one or more cartridges each consisting of an envelope capable of disintegrating, or of dissolving, in the liquid bath, and containing an exactly dosed quantity, and possibly of particle size. well-defined, additional substance. This or these cartridges, usually cylindrical in shape, are introduced into the liquid bath, under the effect of the pressure of a compressed gas, through the channel of a tube submerged to the desired depth in the bath.
The diameter of the cartridge (s), slightly smaller than the diameter of the injection tube, allows their easy movement in this tube, under the action of a compressed gas.
By way of nonlimiting example, two embodiments of devices in accordance with the invention for the injection of solid reagents by insufflation of cartridges are described below.
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1 In a simple embodiment, which is most often used, the injection device comprises (FIG. I): - a sheet metal plate A forming a support, provided with lifting hooks K, -a. or several injection tubes C made of a material resistant to the thermal and chemical effects of the liquid bath, for example synthetic graphite if it is a question of applying to a liquid cast iron the treatment described in patent No. 1,029,203. of 7 December 1950; these tubes are fixed to the plate by collars 3 and screws H, - one or more plugs J1, forming a connection between the tube or tubes C and the compressed gas supply by flexible tube T, - possibly a box E gas metering valve, - a fast control valve F.
The cartridge or cartridges G, G, are introduced through the lower part of the tubes C supposedly remote from the metal bath. The installation of the cartridge (s) is ensured using wadding I bearing by friction on the walls of the tubes C.
When an addition operation has to be carried out, this device is brought above the liquid bath, the tubes C are immersed to the desired depth, then, by the play of the rapid control valve, the compressed gas is released and the G cartridge (s) are inserted.
2 In a more sophisticated embodiment (FIG. II) the type of plug J1 is replaced by a type of plug J2 comprising a shutter 0 capable of being controlled from the outside. As before, the pressurized gas enters via a flexible tube T opening into the plug J2.
With this device, an addition operation is carried out as follows: the device having been brought above the liquid bath, and the injection tube immersed to the desired depth, the shutter 0 is opened, the desired number of cartridges (in position G1), these cartridges are allowed to descend below the level of communication with tube T (in position G), the shutter is closed, the compressed gas is made to act and the the cartridge or cartridges are thus introduced into the liquid bath.
It can be seen that with this device, it is not necessary to ensure, with the aid of wads, the positioning of the cartridges and that, when an operation is completed, the apparatus can be used again. without further preparation for a subsequent operation.
This device therefore makes it possible to successively introduce, at prescribed time intervals, identical or different additions into the liquid bath.
The devices according to the invention therefore have, compared to the devices previously used, the following advantages:
1 - They make it possible to accurately dose the mass of additions of the desired granulometry, to release these additions at a determined height in the liquid bath, and to set with precision the precise instant of the additions, ensuring thus a better performance of operations and greater consistency of their results.
They make it possible to postpone the control of the device outside the zone which adjoins the liquid bath, and which is often
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inconvenient or dangerous access.
Compared to the injection devices as described in patent n ° 1,030,840, the cartridge injection device, according to the present invention, also has the advantage of eliminating the risks of obstruction and of consequently avoid having to act possibly excessive quantities of compressed gas.
Incidentally, this device also makes it possible: - to cool, between two operations, and this in a very short time, the introduction tube.
- Using, as insufflation gas, a suitably chosen gas capable of itself acting as a reactant.
Example: A device conforming to the outline of Plate II was used to introduce, by insufflation, into a pocket containing 6 tonnes of 2nd melting iron, eight identical cylindrical cardboard cartridges, each containing one kg of powdered graphite, all coming from , of variable particle size between the intangible and about 3 mm in diameter.
The eight rounds were introduced in two successive sets of four rounds, the second set 3 minutes apart from the first.
By moving the device in height between the two injections, we had arranged to introduce the first series at a depth equal to two thirds of the height of the bath and the second series at a depth equal to one third of this height, ensuring thus an excellent uniformity of distribution of the graphite.
CLAIMS
The present invention relates to:
1 - A method for injecting solid or pulverulent reagents into a liquid metal bath, characterized by the simultaneous use of the following two means: a) The reagent is placed in one or more cartridges formed of an envelope capable of dissolving or to disintegrate in the liquid bath, each cartridge containing a determined mass, and optionally, of a defined particle size, of reagent. b) These cartridges are introduced into the liquid bath by the action of a compressed gas.
2. - A device intended for implementing this process and comprising injection tubes submerged to the desired depth.
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