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WO1986006749A1 - Procede de degazage d'une matiere en fusion et dispositif de mise en oeuvre du procede - Google Patents

Procede de degazage d'une matiere en fusion et dispositif de mise en oeuvre du procede Download PDF

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WO1986006749A1
WO1986006749A1 PCT/CH1986/000062 CH8600062W WO8606749A1 WO 1986006749 A1 WO1986006749 A1 WO 1986006749A1 CH 8600062 W CH8600062 W CH 8600062W WO 8606749 A1 WO8606749 A1 WO 8606749A1
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Jean Lathion
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MAYTAIN CHRISTIAN
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MAYTAIN CHRISTIAN
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
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    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the present invention relates to a process for the degassing of a molten material and its implementation device.
  • the invention relates to a process for degassing a molten material during which the molten material is subjected to ultrasonic emissions.
  • the invention also relates to a device for implementing this process, comprising a device emitting ultrasound mounted integral with a transfer channel for the molten material connecting a furnace to a foundry.
  • the main advantage of the process of the invention consists in that the degassing by ultrasound completely eliminates the impurities without causing secondary reactions and without giving off harmful fumes. Consequently, the process of the invention makes it possible to eliminate all the additional equipment which is normally necessary for the treatment of these side reactions. The cost of the installation is therefore greatly reduced and the equipment not bulky. Power consumption is also greatly reduced.
  • Another important advantage of the process according to the invention lies in the fact that the emission of ultrasound on the molten material modifies the grain of the material and greatly reduces the residual inclusions, which facilitates casting. and filtering operations. This modification of the grain makes it possible to obtain a material which is more homogeneous and which has superior physical qualities.
  • the degassing process according to the invention is useful, in particular, for degassing molten non-ferrous metals and molten aluminum or its derivatives.
  • the device for implementing the method of the invention comprises ultrasonic heads which are mounted in the walls and the bottom of a transfer channel, which transfer channel is intended for the flow of molten material, for example molten aluminum, between a furnace and foundry equipment.
  • the transfer channel can also be connected to a recirculation channel which returns the molten material to the furnace, in the event that the foundry is not in action.
  • the ultrasonic heads can be connected to an adjustable ultrasonic generator, which makes it possible to vary the ultrasonic emissions according to need.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a carrying out the method
  • Figure 2 is a schematic top view of the device of Figure 1
  • FIG. 3 shows, in section, the ultra-sonic heads mounted in the transfer channel
  • FIG. 4 shows a side view of the transfer channel equipped with the ultra-sonic heads.
  • FIGs 1 and 2 schematically represent an installation for melting aluminum using the method of the invention.
  • This installation comprises a transfer channel 2 which connects a furnace 1 to a foundry equipment 4.
  • the molten material 3 flows in the transfer channel 2 from the furnace 1 to the foundry 4.
  • the emission device ultrasound comprises a plurality of ultrasound heads 5 mounted in the walls 2' and the bottom 2'' of the transfer channel 21
  • the ultrasound heads 5 are connected via connection cables 7 to a adjustable ultrasonic generator.
  • Figure 2 also shows a recircu ⁇ tion channel 8 which allows the return of the molten material 3 into the furnace 1 when the foundry equipment 4 is not in use.
  • the ultrasonic heads 5 are fixedly mounted in the side walls 2' and the bottom 2'' of the transfer channel 2.
  • the principle of the invention is based on the emission of ultrasound acting on the molten material.
  • the number of ultrasonic heads and the positioning of these heads in the vertical, longitudinal and transverse plane, in the walls of the transfer channel, are not decisive for the correct operation of the method.
  • the number and positioning of the ultrasonic heads will be chosen according to the dimensions of the transfer channels and the casting parameters.

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Abstract

Le procédé permet le dégazage d'une matière en fusion, en particulier de métaux non ferreux et d'aluminium, en soumettant la matière en fusion à des émissions ultra-soniques. La matière en fusion (3) coule dans un canal de transfert (2) depuis un four (1) jusqu'à une fonderie (4). Le dispositif d'émission d'ultra-sons comporte une pluralité de têtes ultra-soniques (5) montées dans les parois latérales et le fond du canal de transfert. Les têtes ultra-soniques (5) sont reliées à un générateur d'ultra-sons (6) réglable.

Description

PROCEDE DE DEGAZAGE D'UNE MATIERE EN FUSION ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE DU PROCEDE
La présente invention concerne un procédé de déga¬ zage d'une matière en fusion et son dispositif de mise en oeuvre.
Lors de la fusion d'une matière, et en particulier d'un métal, il est le plus souvent nécessaire d'éliminer des impuretés. Dans le cas de l'aluminium, par exemple, il est bien connu que l'aluminium en fusion, à la sortie du four, peut contenir des impuretés sous forme de métaux alcalins tels que le sodium et le lithium ainsi que de l'hydrogène et des inclusions étrangères de diverses sortes. La présence de ces impuretés dans l'aluminium revenu à la phase solide sous forme de pièces ou de blocs injectés ou moulés peut créer un manque d'homogénéité de la matière et altérer considérablement ses qualités phy- siques. Afin d'obtenir de la matière présentant les meil¬ leures qualités physiques et une bonne homogénéité, il est indispensable de procéder à un traitement de dégazage dans le but d'éliminer les impuretés.
Plusieurs procédés de dégazage sont connus, qui ëli- minent totalement ou en partie les impuretés précitées. Ces procédés connus présentent tous plusieurs inconvé¬ nients, par le fait que la réaction chimique de dégazage est obtenue par l'introduction d'éléments chimiques ex¬ térieurs, et que cette réaction chimique de dégazage pro- voque des réactions secondaires qui créent des impuretés secondaires. Il est alors indispensable de procéder à un traitement secondaire dans le but d'éliminer les impu¬ retés secondaires. Un autre inconvénient de ces procédés connus consiste dans le fait que les réactions chimiques obtenues, dégagent des fumées nocives qu'il est indispen¬ sable de traiter avant l'évacuation à l'air libre.
De plus, les procédés connus nécessitent un équipe- ment volumineux et sont assez coûteux, et leur consomma¬ tion d'énergie est très élevée.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. A cet effet, l'invention, telle qu'elle est caractérisée dans les revendications, concerne un procédé de dégazage d'une matière en fusion au cours du¬ quel on soumet la matière en fusion à des émissions ultra- soniques. L'invention concerne également un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, comportant un dispositif émettant des ultra-sons monté solidaire d'un canal de transfert de la matière en fusion reliant un four à une fonderie.
L'avantage principal du procédé de l'invention con¬ siste en ce que le dégazage par ultra-sons élimine complè- te ent les impuretés sans provoquer de réactions secon¬ daires et sans dégager de fumées nocives. Par conséquent, le procédé de l'invention permet de supprimer tout l'équi¬ pement supplémentaire qui est normalement nécessaire pour le traitement de ces réactions secondaires. Le coût de l'installation est donc fortement réduit et l'équipement peu volumineux. La consommation d'énergie est également fortement réduite.
Un autre avantage important du procédé selon l'inven¬ tion réside dans le fait que l'émission d'ultra-sons sur la matière en fusion modifie le grain de la matière et réduit fortement les inclusions résiduelles, ce qui faci¬ lite la coulée et les opérations de filtrage. Cette modi¬ fication de grain permet d'obtenir une matière plus homo¬ gène et qui présente des qualités physiques supérieures. Le procédé de dégazage selon l'invention est utili¬ sable, en particulier, pour le dégazage des métaux non ferreux en fusion et de l'aluminium ou de ses dérivés en fusion.
Selon un mode d'exécution préférentiel, le disposi- tif de mise en oeuvre du procédé de l'invention comporte des têtes ultra-soniques qui sont montées dans les parois et le fond d'un canal de transfert, lequel canal de trans¬ fert est destiné à l'écoulement de matière en fusion, par exemple de l'aluminium en fusion, entre un four et un équipement de fonderie. Le canal de transfert peut éga- lement être connecté sur un canal de recirculation qui retourne la matière en fusion jusqu'au four, dans le cas où la fonderie n'est pas en action. Les têtes ultra-so¬ niques peuvent être reliées à un générateur d'ultra-sons réglable, ce qui permet de varier les émissions d'ultra- sons selon les besoins.
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la des¬ cription qui suit, donnée à titre d'exemple, et qui ren¬ voie aux dessins sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique de côté d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé; la figure 2 est une vue schématique de dessus du dispositif de la figure 1; la figure 3 montre, en coupe, les têtes ultra-so¬ niques montées dans le canal de transfert; et la figure 4 montre une vue de côté du canal de trans¬ fert équipé avec les têtes ultra-soniques.
Les figures 1 et 2 représentent schématiquement une installation pour la fusion de l'aluminium utilisant le procédé de l'invention. Cette installation comprend un canal de transfert 2 qui relie un four 1 à un équipement de fonderie 4. La matière en fusion 3 coule dans le canal de transfert 2 depuis le four 1 jusqu'à la fonderie 4. Le dispositif d'émission d'ultra-sons comporte une plura¬ lité de têtes ultra-soniques 5 montées dans les parois 2' et le fond 2'' du canal de transfert 21 Les têtes ultra-soniques 5 sont reliées par l'intermédiaire de câbles de connexion 7 à un générateur d'ultra-sons ré¬ glable. La figure 2 montre en outre un canal de recircu¬ lation 8 qui permet le retour de la matière en fusion 3 jusque dans le four 1 lorsque l'équipement de fonderie 4 n'est pas en utilisation.
/ Comme le montrent les figures 3 et 4, les têtes ultra-soniques 5 sont montées fixement dans les parois latérales 2' et le fond 2' ' du canal de transfert 2.
Le principe de l'invention est basé sur l'émission d'ultra-sons agissant sur la matière en fusion. Le nombre de têtes ultra-soniques et le positionnement de ces têtes dans le plan vertical, longitudinal et transversal, dans les parois du canal de transfert, ne sont pas déterminants pour le bon fonctionnement du procédé. On choisira toute- fois le nombre et positionnement des têtes ultra-soniques en fonction des dimensions des canaux de transfert et des paramètres de coulées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé-de dégazage d'une matière en fusion, caracté¬ risé en ce que l'on soumet la matière en fusion à des émissions ultra-soniques.
2. Procédé selon la revendication 1, pour le dégazage de l'aluminium en fusion ou de ses dérivés.
3. Procédé selon la revendication 1, pour le dégazage de métaux non ferreux en fusion.
4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de dé¬ gazage d'une matière en fusion selon l'une des revendi- cations 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif (5) émettant des ultra-sons et mon¬ té solidaire d'un canal de transfert (2) de la matière en fusion (3) reliant un four (1) à une fonderie (4) .
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif d'émission d'ultra-sons comporte une pluralité de têtes ultra-soniques (5) montées dans les parois (2') et/ou le fond (2'') du canal de transfert (2).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les têtes ultra-soniques (5) sont reliées par des moyens de connexion (7) à un générateur d'ultra-sons (6) réglable.
7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, ca¬ ractérisé en ce qu'il comporte un canal de recirculation reliant le canal de transfert (2) au four (1) .
PCT/CH1986/000062 1985-05-13 1986-05-13 Procede de degazage d'une matiere en fusion et dispositif de mise en oeuvre du procede Ceased WO1986006749A1 (fr)

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