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Publication number: BE512196A
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Description


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  ELECTRODE POUR FOURS ELECTRIQUES A AUTORESISTANCE. 



   La présente invention se réfère à une électrode en graphite., ou d'autre matériau approprié,, qui est employée dans des fours de fusion dans lesquels elle pend librement, notamment pour des applications métallurgiques, et.cette invention concerne également un four plus particulièrement apte   à '   l'emploi d'une telle électrode. 



   Par rapport à divers types d'électrodes couramment employées dans les fours de fusion et aux modalités de leur application, la présente invention se réfère aux innovations suivantes.   ûne   particularité essentielle de l'électrode, selon l'invention réside dans le fait que, dans celle-ci on a séparé les deux fonctions, à savoir : 1?amenée du courant de 1-'extérieur du four et transmission de la chaleur au   bain;,,   de sorte que l'électrode proprement dite a été réduite à une tète qui est portée à une température élevée,cette tête étant soute- nue et recevant le courant électrique au moyen d'un bras, de section rédui- te, maintenu à une température relativement très basse sur toute sa longueur. 



   Avec cette disposition, étant donnée la hauteur limitée de l'é- lectrode en graphite, cette dernière peut être complètement submergée dans la scorie en fusion, ce qui la soustrait ainsi au contact de l'air et évite l'usure conséquente; en outre, le bras, de section réduite, qui soutient la tête submergée n'exige pas de larges ouvertures dans la paroi du four pour sortir de ce dernier, de sorte qu'on réduit ainsi les dispersions de cha- leur et, enfin, l'électrode peut être-portée par des appuis relativement légers, pourvus de moyens qui en commandent les mouvements, ce qui évite   l'emploi   de lourdes structures et celle d'engins plus compliqués qu'il est 
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 nécessaire d-lapplîquer aux autres types.d-'élactrodes. 



   En outre, des expériences pratiques ont démontré que le courant se distribue   d'une   façon pratiquement uniforme sur toute la surface de l'é- lectrode qui plonge dans le bain, de sorte que, en chaque point de ladite sur- face, la densité du courant électrique   (c'est-à-dire   les ampères par cm2) peut être limitée à dès valeurs   inférieures @   celles qui conduiraient à des 

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 températures localisées excessives, et   à   la désagrégation de   l'électrode.   



   Cette conductibilité uniforme de la surface de l'électrode est en relation avec le fait que le raccord du bras avec l'électrode est appro-   ximativement   placé à équidistance de tous les points de la surface, lesquels, en conséquence sont refroidis également à partir de ce raccorde 
Une autre caractéristique de   1-'électrode   est un revêtement spé- cial pour le bras porte-électrode, ce revêtement qui doit résister aux écarts de température et au contact des scories étant formé par des matériaux appro- priés, afin de réduire l'apport de chaleur que le four peut faire au bras re- froidi d'autre part et de s'opposer au passage direct du courant depuis le bras jusqu'au bain de scories, le courant étant ainsi obligé à passer à tra- vers la tête de l'électrode. 



   D'autres perfectionnements ont également été apportés au four plus particulièrement pour le rendre apte à l'utilisation d'électrodes pen-   d-ant   librement. Ces perfectionnements consistent, de préférence dans la réa- lisation d'un   bassin 'Ou   creuset de matériau réfractaire et électriquement isolant, dans lequel on fait fondre les lingots ou les pièces de différentes dimensions (comme lorsqu'on travaille avec des déchets) en utilisant la ré- sistance électrique de ce métal et celle des scories qui sont au-dessus et   ' ce   dans le but d'engendrer la chaleur par effet Joule; une caractéristique de ce four consiste dans la possibilité de fournir la chaleur nécessaire sans formation d'arcs et sans causer de trop grandes élévations de température;

   tout en conservant la possibilité de   maintenir   constamment la zone chaude à une température relativement uniforme en quelque sorte limitée au-dessous du point de liquéfaction des scories. 



   Il s'ensuit une bonne régularité dans la marche de l'opération de fusion et une moindre perte thermique extérieure du fait que la voûte du fourqui n'est pas exposée à une grande irradiation, peut être construi- te en matériaux réfractaires isolants. D'autre part, les. caractéristiques de l'électrode lui permettent de contribuer à ce fonctionnement sous une tem- pérature relativement peu.¯élevée.par rapport à celle à laquelle-doit être porté le bain du* métal, ce. qui constitue la donnée fondamentale du problème, 
L'invention pourra mieux être décrite, dans une forme de réali- sation préférée,donnée seulement à titre d'exemple non limitatif, à l'aide du dessin ci-joint   où :   la fig. 1 représente une électrode en coupe partielle;

   la figo 2 représente, à plus grande échelle et partiellement en coupe les détails de l'extrémité du bras porte-électrode, et la figo 3 représente une section schématique du four, 
Dans les figures, on a indiqué par 1 la tête en graphite, de préférence de forme cylindrique, laquelle est noyée dans le bain de scories   14,   par 2 le bras porte-électrode   qui,   dans cette forme de réalisation parti- culière est représenté recourbé, uni par le joint 3 à la tête 1 et refroidi intérieurement par un fluide réfrigérant, en général de l'eau, qui entre par le tuyau 4 et sort par celui d'évacuation 5. Le courant électrique est amené au bras par le câble 6 fixé par le collier 7. 



   D'après l'examen en particulier de la figure 2, on comprend clai- rement comment se produit le refroidissement du raccordement 3 entre le bras et la tête 1; le fluide arrivant de   l'extrémité   8 du tuyau   4,   après avoir heurté la paroi de fond de la cavité 9 retourne en arrière le long du bras pour se déverser au moyen du tuyau 5, en refroidissant ainsi, sur tout son parcours, le   bras,porte-électrode.   



   Dans là zone au contact avec les scories   14   le bras 2 est pro-   tégé par un revêtement 10 (qui dans la figure 1 est représenté en coupe); le revêtement peut être formé d'un conglomérat de fibres d'amiante avec   ' 'autres matériaux réfractaires, retenus ensemble par un liage en fil métal- lique noyé dans l'ensemble. 

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    Enfin dans la figure 3 on a indiqué par 11 le 'bassins en refractaire, du four, par 12 la voute, également en réfractaire, les électrodes 1-   par exemple au nombre de trois - amènent le courant provenant du transforma- teur 13, au bain de scories 14 et au métal en fusion 15. 



   Quoique 1?invention ait été illustrée et décrite dans une for- me de réalisation préférée., il est entendu que des variantes pourront, en   pratique,   y être apportées sans sortir du domaine de la présente invention.

Claims

RESUME.

1. - Electrode pendant librement pour fours de fusion notamment de métaux,, caractérisée par le fait qu'elle comporte s 1. - une tête portée par un bras creux refroidi de telle façon que ladite tête peut être entièrement noyée dans la couche de scories qui est au-dessus du bain de métal en fusion,cette tête pouvant ainsi être protégé .par ces scories, contre le contact de l'air¯ afin d'éviter sa dé- térioration et de façon à obtenir que la zone du four dont la température est la plus haute se trouve placée dans le bain de scories à proximité du métal à fondreo 20 - Le bras mobile qui porte la tête et qui est droit ou qui est recourbé, est soutenu extérieurement au four, de manière à assurer en même temps,,

la fonction de conducteur électrique creux parcouru tout entier par un flux de fluide réfrigérant; ce courant agissante en particulier sur la section de raccordement de ce bras avec la tete de l'électrode.

3.- Le bras, dans la zone qui est exposée au contact des scories est protégé par un revêtement approprié constitué par un conglomérat de fi- bres et matériaux diélectriques et thermiquement isolants liés par des fils métalliques noyés dans ledit revêtemento 4. - Dans la partie creuse de ce bras aboutit près du raccorde- ment de ce dernier avec la tête de l'électrode, lextrémité d'un tuyau qui amène le fluide réfrigérants, qui provient, sous une légère pression d'une source appropriée, de telle sorte que le fluide après avoir refroidi la tête de l'électrode fait retour par l'alésage de ce bras, pour être déversé, à l'extérieur au moyen d'une canali.sation appropriée.

5. - La liaison entre le bras et la tête de l'électrode est réa- lisé par filetage ou par le moyen dune coulée de métal fondu dans l'inter- stice entre ces deux éléments assemblés.

II.- Four de fusion notamment pour métaux, chauffé électrique- ment par effet Joule produit dans la masse des scories et dans le bain de métal en fusion;? caractérisé du fait que : 60 - par le moyen des électrodes sus caractérisées on maintient la zone de chauffage au dessous du niveau du bain des scories, avec une distribution de température uniforme dans les directions horizontales,de sorte que la surface du bain se trouve à une température considérablement moindre que celle, maximum, du métal et à proximité de ce dernierce qui limite 1?irradiation thermique vers la voûte du four.

70 - La voûte de ce four est construite en briques réfractai- res, 1µgères, isolantes.9 dont Inapplication est possible parce que leur surface est exposée à une température considérablement moindre que celle régnant dans les fours de fusion à électrodes, de type connu.

8.- Le réglage de 1?intensité du courant absorbé est obtenu en variantpar simple déplacement des bras porte-électrodes la distance entre lesdites électrodes et/ou en variant la distance qui sépare ces der- nières du bain du métal par un déplacement vertical relativement réduito en annexe : 1 dessino