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FOUR EXECTRIQUE A CHARGEMENT RAPIDE
Cette invention a pour objet un four électrique à chargement rapide, avec voûte mobile, et portique portant les électrodes et pouvant se désolidariser du four pendant @ la coulée.
Lors des différentes mises en route 'des gros fours à chargement rapide avec électrodes de graphite de gran< diamètre, ou Sôderberg, on a constaté que, pendant le bas- culement du four à 40 pour la coulée, les électrodes de cette dimension ne pouvaient que très difficilement résister au travail de flexion important auquel elles étaient soumises
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et qu'il s'ensuivait des ruptures fréquentes pendant l'opéra- tion. Il en résulte que l'exploitation de tels fours avec de telles électrodes est très aléatoire pour la fabrication courante des aciers de qualité.
Pour remédier à cet inconvénient, la Société deman- deresse a imaginé un four dans lequel les électrodes peuvent être complètement désolidarisées du four proprement dit au moment de la coulée à 40 . A cet effet, les électrodes sont portées par un portique qui est déplacé latéralement par rap- port au four avant la coulée, et se trouve soustrait au mouvement de basculement dudit four à l'instant de la coulée.
Par contre, portique et électrodes, restant en place sur le four, peuvent participer au léger mouvement de basculement, de 10 environ, nécessaire pour le décrassage.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple, fera bien comprendre la façon dont l'invention peut être réalisée.
La fig.l est une vue en élévation du four objet de l'invention, le portique étant déplacé du côté décrassage.
La fig.2 est une vue en plan de la figure 1 .
La fig.3 est une vue en élévation, à angle droit de la figure 1 le portique étant en place sur le four.
La fig.4 est une vue schématique montrant le por- tique décalé, le four ayant basculé à 40 pour la coulée, la voûte étant en place sur le four.
La fig.5 représente le four, dégagé de la voûte qui reste liée au portique, pour permettre le chargement par benne.
La fig.6 représente le portique en place sur le four pendant la fusion, avec possibilité de basculement à 10 pour
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le décrassage.
Dans son ensemble, la partie mécanique du four, @ objet de l'invention, comprend une cuve proprement dite a montée sur un berceau basculant b qui permet d'obtenir l'inclinaison du four.pour la coulée ou le,décrassage. Le berceau supporte en outre les rails de roulement d d'un portique mobile e sur lequel sont montées les potences! d'électrodes. Le dit portique peut ainsi se déplacer pour dégager la cuve du four au moment du chargement par benne, ou au moment de la coulée. Le portique supporte en outre et entre autres les différents organes de manoeuvre des potences d'électrodes, ainsi qu'un treuil de manoeuvre per- mettant de soulever la voûte 1 du four. Ces différents or- ganes vont maintenant être décrits d'une façon plus détail- lée.
La cuve a est constituée par une enveloppe cylin- drique en tôle à fond bombé. Cette enveloppe est en princi- pe munie de trois portes 1±1 1±2 1±3 dont les deux premières sont des portes de travail et la dernière une porte de cou- lée. Ces portes, en acier moulé, garni de réfractaire, com- portent un encadrement muni d'une circulation d'eau, non représentée, et des dispositifs, tels que treuils et contre- poids d'équilibrage, pour assurer leur manoeuvre aisée. Leur surface d'appui est inclinée de façon que le poids de la porte assure l'étanchéité.
Au-dessous de la porte de coulée k 3 se trouve un chenal de coulée w permettant d'atteindre le fond de la poche de coulée v , même lorsque le four est incliné à 400 (fig.4) .
A la partie supérieure, la cuve est fermée par une voûte 1 garnie de réfractaire et ¯s'engageant sur un
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joint de sable prévu, entre des cercles de tôle à la partie supérieure de la cuve proprement dite.
Le berceau b qui supporte la cuve est constitué par de fortes poutres en tôle et cornières, et permet d'as- surer le basculement du four. A cet effet deux des poutres sont terminées à leur partie inférieure par une partie circulaire 1 formant chemin de roulement pour le bascule- ment. Les partiés circulaires 1 reposent sur des fers
Grey m scellés dans les fondations et constituant les rails de roulement.
Les angles de basculement sont de 10 pour le côté décrassage et, en sens inverse, de 40 pour la côté coulée.
Les deux rails d ( fig.2) du berceau b qui servent au roulement du portique de chargement, sont prolongés, comme on le voit fig.2 en dehors du berceau par des rails d' scellés dans le sol, et ceci uniquement du côté vers lequel bascule la cuve lors du décrassage. L'autre côté ( le droit sur la figure 2) est celui vers lequel s'effectue le bascu- lement pour la coulée.
Le basculement du four estobten à l'aide de deux crémaillères ± articulées sur les poutres du berceau.
Ces crémaillères o ,en acier forgé, taillées à la machine, sont guidées et maintenues à l'engrènement de leur pignon .1? par des galets.9. roulant sur la face 'arrière de la crémail- lère et maintenus entre des flasques placés de chaque côté du,pignon.1? ( fig.l) .
Le roulement des poutres circulaires 1 sur les fers m s'effectue sans glissement du fait de blocs 1' formant denture et fixés d'une part au berceau de basculement b et d'autre part au chemin de roulement . Les pignons ±
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sont calés sur un abre transversal r ( fig.3) logé dans @ les fondations et attaqué par un moteur électrique s avec interposition des organes convenables tels que engrenages, réducteurs de vitesse, boite d'irréversibilité, frein électro- magnétique, non représentés en détail. Deux verrous x (fig.l et 2) placés du côté du décrassage calent-le berceau pendant le déplacement du portique, de façon à ne pas surcharger inuti lement le treuil de basculement.
Le portique e est entièrement exécuté'en charpentes métalliques et comporte une plate-forme supérieure servant de passerelle pour le réglage des pinces d'électrodes et des divers autres organes de manoeuvre. Le portique supporte les mâts porte-électrodes f ainsi que la voûte 1 du four avec le treuil de manoeuvre! de la dite voûte, et la trin- glerie de liaison de ces deux organes qui sera décrite plus loin. Le portique supporte également le treuil t assurant son déplacement de translation vers le côté du four.
La plate-forme du portique est supportée par deux pieds ; celui qui se trouve du côté de la porte de travail k2 est en forme d'arc pour dégager complètement cette porte ( fig.l), tandis que l'autre pied est aménagé pour recevoir les guidages des potences f des électrodes 2 ainsi que les organes de manoeuvre de ces potences.
Le pied situé du côté de la porte k 2 est tel qu'il comporte un arc très rigide avec une grande hauteur de clé pour éviter les déformations élastiques tout en dégageant convenablement la porte de façon à permettre le rablage des laitiers au moment du décrassage et l'introduction de charges additionnelles éventuellement à la main avec les mêmes faci- lités de chargement que du eôté de la porte- servant au travail normal.
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La plate-forme comporte ;également les divers écrans de protection 23,24 et 25, capots, etc.. destinés à assurer la protection du mécanisme contre le rayonnement du four et contre les poussières.
La voûte 1 du four doit en être séparée au moment du chargement. A cet effet, le treuil de voûte 1:. prévu sur la plate-forme, comporte essentiellement un moteur électrique 3 agissant sur une tringlerie 4 constituée par des manivelles, bielles et leviers oscillants, le dispositif étant finalement articulé sur quatre tiges 5, munies de tendeurs permettant de régler leur longueur, et accrochées à la voûte 1 . Le dispo- sitif est tel qu'à la fin de la course basse du treuil, la voûte repose sur le four, et que le levage de la,voûte soit complet en un demi-tour de l'arbre manivelle. La voûte doit rester sur le four pendant la coulée, alors que le portique est dégagé de la cuve, c'est pourquoi les tiges 5 sont seulement accrochées à la voûte.
Elles en sont décrochées avant la cou- lée, par un système de tringles et de leviers à contrepoids, manoeuvrable du sol, et non représenté, Les tiges 5 libérées de la voûte,-et oscillant autour de leur point de suspension, viennent accrocher la charpente de suspension des pare-flammes 22 bis qu'elles soulèvent et emmènent avec elles, en restant sur le portique.
Pour permettre sa translation, le portique est monté sur quatre galets u dont deux sont munis d'une couronne dentée, engrènant avec des pignons entranéx par le moteur t de translation avec interposition d'un train d'engrenages con- venable. Il est prévu dans la transmission du mouvement un dispositif d'entraînement par serrage à friction, formant li - miteur d'efforts sans frein électro-magnétique. En effet il est
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indispensable que le portique, lorsqu'il revient prendre sa place au-dessus du four, s'arrête toujours au même en- droit en venant porter sur ses butoirs. L'accouplement à friction permet d'éviter la surcharge des organes et éven- tuellement leur bris en cas d'un choc très violent. Les bu- toirs sont constitués par des pièces en acier moulé 7 (fig.
1) disposées d'une part sur le berceau et d'autre part sur le portique. Ces pièces 7 permettent également un verrouil- lage de façon à immobiliser le portique sur le berceau pen- dant le basculement, par exemple du coté décrassage. A cet effet, les pièces 7 sont-munies d'oreilles percées qui re- çoivent un axe coulissant manoeuvré de chaque côté du porti- que, par leviers à contrepoids ( non représentés).
Chaque potence f porte-électrodes est constituée par un mât vertical tubulaire pouvant coulisser suivant son axe dans des guides à galets 9 portés par la charpente du portique. A sa partie supérieure, le mât porte un bras hori- zontal 11 constitué par un caisson de tôle d'une section rectangulaire. Entre le bras 11 et le mât f est intercalée une pièce 12, en acier moulé, portant à sa partie inférieure un centrage s'emboîtant sur la tête du mât, de façon à pou- voir pivoter autour du mât , et à sa partie supérieure une rainure pour l'emboîtement du bras, rainure dans laquelle ce dernier peut coulisser. Ce double mouvement de rotation et de translation permet le réglage en position de la pince porte-électrode 13 en bout du bras 11.
Lorsque le réglage en position est effectué, un assemblage par brides et bou- lons permet d'éviter tout dérèglement des divers organes pendant la marche du four. Entre la pince 13 et le bras de réglage 11, il est prévu un isolant, et le réglage peut ainsi
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se faire sans desserrer l'isolant.
Les pinces 13 portant les électrodes sont en bronze ou acier, avec circulation d'eau. Chaque pince est composée de trois parties : l'une présente des pattes pour la fixation au bras 11, les deux autres, symétriques, sont articulées sur la première de façon à permettre le serrage ou le desser- rage entre elles de l'électrode.
Chaque mêt f est équilibré par des contrepoids 14 placés de part et d'autre de lui. Un câble 15 attaché au premier contrepoids passe sur une poulie 16 fixée à la par- tie supérieure du portique, descend sur le tambour 17 du treuil de manoeuvre, passe sur une deuxième poulie 16 bis placée à la hauteur du treuil 17, et redescend jusqu'au point d'amarrage 18 prévu à la base du mât f . Le même câble refait le trajet en sens inverse pour aller s'attacher au deuxième contrepoids de l'autre côté du mât
Le treuil de manoeuvre 17 est fixé latéralement sur le pied du portique et peut être démonté très facilement d'un seul bloc pour l'entretien. Le tambour du treuil est attaqué par un moteur avec interposition des organes convena- bles : vis sans-fin, double frein, train d'engrenages, etc.. non représentés en détail.
La transmission comporte éventuel- lement un volant à main de secours pour la manoeuvre lorsque le four n'est pas sous tension.
Au passage de chaque électrode dans la voûte 1 du four, il est prévu un collier refroidisseur 21 constitué par un anneau de section rectangulaire creuse. Ces colliers reposent sur la voûte, mais sont maintenus latéralement par la charpente 22 bis (fig.2 et 3 ) pour éviter tout dé- placement pendant les mouvements de basculement du four.
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'Sur chaque collier refroidisseur est installé un pare-flammes
22 ( fig.3).
Le chiffre 20 désigné les amenées de courant aux élec- trodes.
Une circulation d'eau amenée par des tuyauteries assure le refroidissement nécessaire des divers organes, en p articu- lier le refroidissement de l'encadrement des portes k1 k2 k 3, le refroidissement des pinces porte-électrodes 13 au sommet des mâts, et le refrodissement des colliers21, supportant les pare-flammes 22, placés au-dessus de la voûte .
Le four à chargement rapide fonctionne de la manière suivante : le portique, auquel demeure attachée la voûte j, étant déplacé sur la gauche, le four dégagé peut être chargé au moyen d'une benne comme on le voit sur la figure 5. Le portique est ensuite ramené sur le four et la voûte étant mise en place ( fig. 6), on peut procéder à la fusion. Pour la coulée, le portique est de nouveau déplacé, et le four, sur lequel on a laissé la voûte j ést basculé à 40 , comme on le voit sur la figure °. Pour le décrassage, dans'la po- sition représentée figure 6, il est possible de faire bas- culer de 10 l'ensemble portique-four, de manière à amener son axe dans la position II indiquée en traits mixtes sur cette figure.
Toutes les sécurités électriques sont prévues pour éviter toute fausse manoeuvre.
La translation du portique n'est permise que : a) si les porte-électrodes f sont relevés au point haut, b) si la voûte est levée ( pour le chargement), (fig. 5) ou bien c) si la voûte est baissée, mais la charpente de suspen-
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sion des pare-flammes 22 bis levée ( pour la coulée sans portique ) (fig.4) d) si les verrous 7 du portique au berceau sont dégagés, e) si les verrous x du berceau au sol sont engagés.
Le basculement n'est permis que ; a) si les verrous 7 du portique au berceau sont engagés, b) si les verrous x du berceau au' sol sont dégagés c) si la voûte 1 est sur le four .
Toutes dispositions sont .prises pour que les moteurs 3, t et mécanismes disposés sur la plate-forme du portique soient à l'abri de toute déformation possible, soit par température trop élevée, soit par l'atteinte des flammes au moment de l'ouverture des portes et des additions de lai- tiers carburants, par exemple. Ces dispositifs consistent en: a) un écran horizontal 25 ( fig.3) placé sous la passerelle du portique où il est fixé de façon rigide .
Entre cet écran et la passerelle proprement dite, subsiste, en outre, un passage libre de ventilation. b) sur la passerelle proprement dite, des écrans verticaux
23-24 ( fig.2 et 3 ) qui protègent les organes contre la montée intempestive éventuelle des flammes qui se produi- sent au moment: de l'introduction des laitiers carburants et contre le rayonnement des électrodes relevées en posi- tion de chargement.
Le fait que le portique mobile peut être déso- lidarisé du rour au moment de la coulée à 40 , ou pendant le chargement, facilite les opérations et permet en particu- lier, ainsi qu'il a été indiqué, de soustraire les électrodes aux effets de gravité pendant l'inclinaison à 40
Les fours sont en principe prévus pour l'emploi
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EMI11.1
,> d'électrodes d'un diamètre correspondant à l'intensité nomina- le du four, mais, les potences, les treuils d'électrodes et leurs moteurs, sont calculés pour pouvoir supporter indif- féremment des électrodes carbone amorphe ou söderberg, de section correspondant à l'intensité.
REVENDICATIONS 1 ) Four électrique à chargement rapide comportant une cuve montée de manière à pouvoir basculer pour permettre la coulée ou le décrassage et un portique mobile sur le- quel sont montés les mâts porte-électrodes et les élec- trodes et pouvant être désolidarisé du four proprement dit pendant le chargement et pendant la coulée.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.