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Perfeotionnements apportés aux appareils destinés. à diviser finement du métal fondu.
La, présente invention concerne un appareil destiné à diviser finement du métal fondu et à le trai- ter à volonté avec des gaz. Elle est applicable lors- qu'on cherche à produire un contact intime entre des particules de métal fondu et un gaz. L'utilisation par- ticulière actuellement envisagée est la production de poudres fines de métaux à bas point de fusion ou de leurs composés, en particulier de plomb métallique ou d'oxydes de plomb, par traitement du métal fondu avec
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un gaz oxydant.
On connaît des appareils, pour la production d'oxyde de plomb, dans lequel le plomb, fondu à l'inté- rieur d'un récipient chauffé extérieurement, est atomi- sé par précipitation contre les parois du récipient au moyen des lames d'un agitateur agissant verticalement ou obliquement sur la surface du plomb, ou par des dis- positifs à percussion affleurant la surface de celui-ci, et le plomb est oxydé par l'introduction d'air chaud ou de vapeur surchauffée ou d'un mélange d'air et de vapeur.
Selon un autre arrangement proposé,une roue affleurant un bain de plomb agit comme ventilateur et y aspire le courant de gaz nécessaire pour enlever la poussière d'oxyde de plomb produite; des lames fixées à la roue affleurent aussi étroitement que possible la surface in- terne d'une chambre d'oxydation en forme de poire, qui se dirige vers le haut par rapport au bain de plomb, pour dégager l'oxyde de plomb adhérant à la surface interne de la ohambre d'oxydation. Dans chacun de ces appareils connus, le récipient de fonte du métal et la chambre d'atomisation ou d'oxydation sont montés de telle sorte que les dispositifs d'atomisation sont très difficilement accessibles, ce qui implique beaucoup de peine pour répa- rer tout dérangement survenu aux éléments en question.
On connaît aussi un appareil de production d'oxyde de plomb dans lequel le plomb s'écoule du récipient de fu- sion dans un moulin centrifuge qui est constitué comme un ventilateur et dans lequel le plomb atomisé est oxydé au moyen de l'air aspiré, cependant que le produit ré- sultant tombe dans une chambre de précipitation. Cet
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appareil a l'inconvénient que des incrustations peuvent se produire dans le conduit par lequel le plomb passe vers le moulin centrifuge et dans le moulin lui-même. Un autre inoonvénient de cet appareil consiste en ce que les écumes dégagées et.des particules plus grossières de plomb métallique non transformé passent avec les produits d'oxydation dans la chambre de précipitation, ce qui peut nécessiter une séparation subséquente.
Dans l'appareil conforme à l'invention, la roue utilisée comme roue de lancement ou roue à palettes peut aisément être retirée ---------- et réparée ou nettoyée en dehors du four et du récipient de fusion, tandis que l'on peut à volonté utiliser le four et le récipient dans dautres buts après en avoir retiré la roue. En outre, ces derniers peuvent être aisément des- servis et chargés.
Cet appareil comprend une roue, dénommée roue de lancement (qui peut avoir des formes variées, par exemple un ou plusieurs disques avec des bords striés ou non, ou une roue avec des lames radiales sur sa périphérie) susceptible de plonger dans le métal fondu et de le projeter au-dessus de sa surface libre ; il comprend également une enveloppe qui entoure cette roue et qui présente une ou plusieurs entrées à sa zone inférieure et une sortie destinée au métal finement di- visé; l'ensemble formé par la roue et l'enveloppe est susceptible d'être en partie immergé dans le liquide, de sorte que celui-ci coule dans l'enveloppe au contact -de la périphérie de la roue.
Cet ensemble, avec ou sans un arbre d'entraînement de la roue, des conduits et des moyens de fixation, est susceptible d'être aisément enlevé et replacé par rapport à un récipient à liquide,
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et spécialement à un récipient de fusion de métal.
De préférence une issue de l'enveloppe est dirigée sensiblement tangentiellement à la roue et vers le haut; cette issue, avec son prolongement éven- tuel, forme un passage de préférence divergent et puis convergent de façon que la vitesse d'écoulement des gaz et des particules à travers ce passage soit réduite (en raison du changement de section), de sorte que les particules plus grossières de solide ou de liquide tom- bent dans l'enveloppe ou vers la roue ou sur celle-ci, et sont par suite, soumises à un traitement prolongé.
L'appareil comporte des moyens pour l'introduction d'un courant de gaz, et un conduit à registres peut permettre aux gaz du four de faire partie de ce courant.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réa- lisée, toutes les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin, faisant bien entendu, partie de oelle-ci.
La fig.l est une coupe par I-I de la figure 2.
La fig. 2 est une coupe par II-II de la figure 1.
L'appareil représenté sur ces dessin convient à la fois à la production de plomb divisé finement ou de poussière de plomb et à la production de produits d'oxy- dation du plomb.
Dans un four 1 on introduit un récipient 2 dans lequel on a fondu du plomb. Le dispositif d'atomisa- tion comprend une roue 3 munie de lames radiales 3a , et
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une chambre d'atomisation ou enveloppe 4, qui comporte une paroi périphérique 4a, portée par l'arbre 3b de la roue 3; cet arbre est monté sur les paliers 3.2, qui sont boulonnés, de manière à pouvoir être aisément dé- montés, sur la paroi du four 1, et il est aotionné, par exemple par un moteur électrique. L'arbre 3b comporte un couplage 3d en vue de le joindre aisément à une source de puissance; il peut également comporter une poulie à courroie, ou autre dispositif d'aotionnement susceptible de se désaccoupler.
Le fond de la paroi 4a comporte des ouvertures 5 qui peuvent, comme il est représenté, être pourvues de tubes courts 5a faisant saillie extérieure- ment et destinées à l'entrée du métal fondu du récipient 2 dans la chambre d'atomisation; de cette façon au moins la périphérie des lames 3a plonge dans le métal et agit directement sur le métal fondu qui y coule, en ramassant le métal et en le lançant à l'état pulvérulent.
La zone de sortie dirigée tangentiellement de la paroi périphérique 4a est profilée dans la direction du passa- ge des particules de métal vers l'extérieur et vers le haut, d'accord avec le sens de rotation indiqué par la flèche sur la roue 3;cette disposition facilite le cheminement des particules vers le haut et la chute de celles qui sont plus grossières dans ou vers le dis- positif lanceur pour une nouvelle fragmentation ; le res- te de la paroi 4a est concentrique à la roue. 3. Les pa- rois latérales de l'enveloppe 4 sont avantageusement boulonnées à la paroi périphérique 4a de façon à rendre l'intérieur du dispositif lanceur aisément accessible pour sa réparation ou son nettoyage.
Dans le prolonge- ment de la sortie de l'enveloppe, qui peut à volonté
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être pourvue de chicanes, est montée une chambre 6 s'étendant vers le haut qui est destinée à opérer un classement par gravité, qui peut à volonté être utili- sée pour un traitement additionnel, par exemple l'oxy- dation, et qui peut être isolée thermiquement par un revêtement, ou chauffée. La section transversale de la chambre 6, en allant vers le haut, s'élargit d'abord et se rétrécit ensuite, de façon que, grâce à la réduction de la vitesse avec laquelle les gaz transportent les particules, la chute dans le dispositif atomiseur des particules plus grossières qui ont été jetées vers le haut par la roue 3, soit facilitée et que le classement en soit amélioré.
On peut ménager des chicanes dans cette chambre pour faciliter le classement de la matière.
La chambre 6 se termine par un tube de décharge 7 qui mène à un récipient collecteur courant (non représenté).
Si le métal pulvérisé doit être oxydé, on introduit par un tuyau 8 dans le conduit 9a, 9b, de l'air chauffé ou de la vapeur ou un mélange d'air et de vapeur ou un gaz oxydant quelconque convenable. La roue 3 peut être conformée de façon à agir elle-même comme une souf- flerie ou un ventilateur, soit pour provoquer l'écoule- ment du gaz entrant, soit pour en augmenter la vitesse.
Le conduit 9a, 9b est composé de deux éléments 9a et 9b qui sont réunis ensemble par un joint à rebords 9c de façon à pouvoir être aisément démontables en vue de per- mettre au besoin de retirer ensemble la roue et l'en- veloppe. L'élément 9b peut servir de moyen pour fixer l'enveloppe 4 dans la position voulue et de préférence il est joint à celle-ci axialement, comme on le voit sur la figure 2. La roue 3, comme il est indiqué ci-dessus,
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présente n'importe quelle forme oonnue requise, en vue d'agir comme un ventilateur centrifuge ou autre ventilateur, et d'aspirer des gaz à travers le conduit 9b.
Dans le but d'utiliser la chaleur des gaz perdus du four qui chauffe le métal dans le récipient 2, on peut envoyer ces gaz par une ouverture de sortie 10 et un conduit 11 dans le conduit 9a, 9b, de façon que la chaleur de ces gaz serve à maintenir la température voulue (qui est ordinairement un peu au-dessus du point de fusion du plomb) dans la chambre d'atomisation et dans la chambre 6 qui communique avec celle-ci. Avant d'introduire les gaz perdus dans la chambre d'atomisa- tion, on peut, si lton veut, les débarrasser des pous- sières au moyen d'un filtre 15 ou les purifier autrement.
On peut régler on arrêter l'introduction des gaz perdus par un registre 14. Lorsqu'on les arrête au moyen de ce @ registre, on peut les laisser s'échapper au delà du re- gistre 12, par un conduit de fumée. On règle l'admission d'air oude vapeur par un registre 13.
Dans le cas de la production d'oxyde de plomb, le fonctionnement de l'appareil est le suivant :
Au moyen de la roue 3 dont les lames 3a s'é- tendent bie n au-dessous du ppint le plus bas de la sur- faoe du plomb fondu représentée en 2a, celui-ci est jeté contre la paroi 4a de la chambre d'atomisation, et les particules de métal divisé finement qui en résultent sont projetées dans la chambre 6. Ces particules sont en même temps oxydées par des gaz chauds ou par la vapeur aspi- rés, et les produits d!oxydation sont transportés par le courant de gaz ou de vapeur à travers le tuyau 7,
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cependant que les particules métalliques relativement lourdes non oxydées retombent directement dans l'enve- loppe et y sont à nouveau fragmentées finement.
De cette façon on obtient de l'oxyde de plomb à l'état de divi- sion très fine, qu'on peut utiliser tel quel pour des peintures décoratives ou antirouilles, ou convertir en minium sans le pulvériser davantage, ou l'utiliser dans d'autres buts, par exemple pour la fabrication de pâte pour accumulateurs.
On peut également utiliser l'appareil confor- me à l'invention pour la production d'autres composés de plomb divisé finement, par exemple le carbonate de plomb ; dans ce cas, on introduit de l'acide carbonique et de l'air dans la chambre d'atomisation.
Si l'on envisage la fabrication de plomb mé- tallique finement divisé, l'opération est la même, sauf que l'alimentation en gaz oxydant ou en vapeur est sup- primée et que l'éloignement de la poudre métallique est effectué au moyen de gaz non oxydants, par exemple l'oxyde de carbone ou l'azote, ou de gaz réducteurs, com- me les gaz perdus du four de fusion.
On peut utiliser de manière analogue un appa- reil conformé à l'invention pour fragmenter finement d'autres métaux à bas point de fusion, tels que l'étain, l'antimoine, le cadmium, et leurs composés.
Il est bien évident que des modifications de détail peuvent être apportées aux formes de réalisation@ décrites sans sortir pour cela. du cadre de l'invention.
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Improvements made to the intended devices. to finely divide molten metal.
The present invention relates to an apparatus for finely dividing molten metal and treating it at will with gases. It is applicable when seeking to produce intimate contact between particles of molten metal and a gas. The particular use currently envisaged is the production of fine powders of low-melting-point metals or of their compounds, in particular metallic lead or lead oxides, by treating the molten metal with
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an oxidizing gas.
Apparatuses are known for the production of lead oxide in which the lead, molten inside an externally heated container, is atomized by precipitation against the walls of the container by means of the blades of. an agitator acting vertically or obliquely on the surface of the lead, or by percussion devices flush with the surface thereof, and the lead is oxidized by the introduction of hot air or superheated steam or a mixture air and steam.
According to another proposed arrangement, a wheel flush with a lead bath acts as a fan and sucks therein the gas stream necessary to remove the lead oxide dust produced; blades attached to the impeller are as closely as possible flush with the inner surface of a pear-shaped oxidation chamber, which runs upward from the lead bath, to release lead oxide adhering to the internal surface of the oxidation chamber. In each of these known devices, the vessel for melting the metal and the atomization or oxidation chamber are mounted so that the atomization devices are very difficult to access, which involves a great deal of trouble in repairing everything. disturbance to the items in question.
An apparatus for the production of lead oxide is also known in which the lead flows from the smelting vessel into a centrifugal mill which is constructed as a fan and in which the atomized lead is oxidized by means of the air sucked in. , while the resulting product falls into a precipitation chamber. This
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The apparatus has the disadvantage that incrustations can occur in the conduit through which the lead passes to the centrifugal mill and into the mill itself. Another disadvantage of this apparatus is that the evolved dross and coarser particles of unconverted metallic lead pass with the oxidation products into the precipitation chamber which may require subsequent separation.
In the apparatus according to the invention, the wheel used as a throwing wheel or paddle wheel can easily be removed ---------- and repaired or cleaned outside the furnace and the melting vessel, while that the oven and the container can be used at will for other purposes after removing the wheel. In addition, these can be easily operated and loaded.
This apparatus comprises a wheel, called a throwing wheel (which can have various shapes, for example one or more discs with ridged edges or not, or a wheel with radial blades on its periphery) capable of plunging into the molten metal and to project it above its free surface; it also comprises a casing which surrounds this wheel and which has one or more inlets in its lower zone and an outlet intended for the finely divided metal; the assembly formed by the wheel and the casing is capable of being partially immersed in the liquid, so that the latter flows in the casing in contact with the periphery of the wheel.
This assembly, with or without a drive shaft for the wheel, the conduits and the fixing means, is capable of being easily removed and replaced with respect to a liquid container,
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and especially to a metal melting vessel.
Preferably an outlet of the casing is directed substantially tangentially to the wheel and upwards; this outlet, with its possible extension, forms a preferably divergent passage and then converges so that the flow velocity of gases and particles through this passage is reduced (due to the change of section), so that coarser particles of solid or liquid fall into the casing or towards or onto the impeller and are therefore subjected to prolonged treatment.
The apparatus includes means for introducing a stream of gas, and a register duct can allow gases from the furnace to be part of this stream.
The description which will follow with reference to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be carried out, all the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course forming part of it. this one.
The fig.l is a section through I-I of Figure 2.
Fig. 2 is a section through II-II of FIG. 1.
The apparatus shown in these drawings is suitable both for the production of finely divided lead or lead dust and for the production of lead oxidation products.
In an oven 1, a container 2 is introduced into which lead has been melted. The atomization device comprises a wheel 3 provided with radial blades 3a, and
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an atomization chamber or envelope 4, which comprises a peripheral wall 4a, carried by the shaft 3b of the wheel 3; this shaft is mounted on the bearings 3.2, which are bolted, so as to be able to be easily dismantled, on the wall of the furnace 1, and it is powered, for example by an electric motor. The shaft 3b comprises a 3d coupling with a view to easily joining it to a power source; it may also include a belt pulley, or other aotation device capable of uncoupling.
The bottom of the wall 4a has openings 5 which can, as shown, be provided with short tubes 5a projecting outwardly and intended for the entry of the molten metal from the container 2 into the atomization chamber; in this way at least the periphery of the blades 3a immerses in the metal and acts directly on the molten metal which flows therein, picking up the metal and throwing it in the pulverulent state.
The exit zone directed tangentially from the peripheral wall 4a is profiled in the direction of the passage of the metal particles outwards and upwards, in accordance with the direction of rotation indicated by the arrow on the wheel 3; this arrangement facilitates the movement of the particles upwards and the fall of those which are coarser in or towards the launcher device for a new fragmentation; the remainder of the wall 4a is concentric with the wheel. 3. The side walls of the casing 4 are advantageously bolted to the peripheral wall 4a so as to make the interior of the launcher device easily accessible for its repair or its cleaning.
In the prolongation of the output of the envelope, which can at will
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be provided with baffles, there is mounted an upwardly extending chamber 6 which is intended for grading by gravity, which can be used at will for additional treatment, for example oxidation, and which can be thermally insulated by a coating, or heated. The cross section of the chamber 6, going upwards, first widens and then narrows, so that, thanks to the reduction in the speed with which the gases carry the particles, the fall into the atomizer device coarser particles which have been thrown upwards by the wheel 3, is facilitated and the classification is improved.
Baffles can be provided in this chamber to facilitate the classification of the material.
Chamber 6 terminates in a discharge tube 7 which leads to a common collecting vessel (not shown).
If the atomized metal is to be oxidized, heated air or steam or a mixture of air and steam or any suitable oxidizing gas is introduced through a pipe 8 into the pipe 9a, 9b. The impeller 3 may be shaped so as to act itself as a blower or a fan, either to cause the incoming gas to flow or to increase its speed.
The duct 9a, 9b is composed of two elements 9a and 9b which are joined together by a flanged seal 9c so as to be easily removable in order to allow the wheel and the casing to be removed together, if necessary. The element 9b can serve as a means for fixing the casing 4 in the desired position and preferably it is joined axially thereto, as seen in figure 2. The wheel 3, as indicated above ,
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has any required shape, in order to act as a centrifugal fan or other fan, and to draw gases through the duct 9b.
In order to use the heat of the waste gases from the furnace which heats the metal in the vessel 2, these gases can be sent through an outlet opening 10 and a duct 11 into the duct 9a, 9b, so that the heat of these gases serve to maintain the desired temperature (which is usually a little above the melting point of lead) in the atomization chamber and in the chamber 6 which communicates with it. Before introducing the waste gases into the atomization chamber, it is possible, if desired, to remove dust from them by means of a filter or otherwise purify them.
It is possible to regulate that the introduction of the waste gases be stopped by a register 14. When they are stopped by means of this register, they can be allowed to escape beyond register 12, by a flue. The air or steam inlet is regulated by a register 13.
In the case of the production of lead oxide, the operation of the device is as follows:
By means of the wheel 3, the blades 3a of which extend well below the lowest ppint of the surface of the molten lead shown in 2a, the latter is thrown against the wall 4a of the chamber d atomization, and the resulting finely divided metal particles are thrown into chamber 6. These particles are at the same time oxidized by hot gases or by sucked vapor, and the oxidation products are carried by the stream. gas or steam through pipe 7,
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however, the relatively heavy unoxidized metal particles fall directly into the casing and are again finely fragmented there.
In this way, lead oxide is obtained in the state of very fine division, which can be used as it is for decorative or anti-rust paints, or converted into red without further pulverizing it, or used in other purposes, for example for the manufacture of paste for accumulators.
The apparatus according to the invention can also be used for the production of other finely divided lead compounds, for example lead carbonate; in this case, carbonic acid and air are introduced into the atomization chamber.
If the manufacture of finely divided metallic lead is envisaged, the operation is the same except that the supply of oxidizing gas or vapor is removed and the removal of the metallic powder is effected by means of non-oxidizing gases, for example carbon monoxide or nitrogen, or reducing gases, such as waste gases from the melting furnace.
Apparatus according to the invention can analogously be used to finely fragment other low melting point metals, such as tin, antimony, cadmium, and their compounds.
It is obvious that modifications of detail can be made to the embodiments described without going out of the way. within the scope of the invention.