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Couvercle de fours de fusion à arc electrique.
L'invention se rapporte à un couvercle de fours de fusion à arc électrique dont la construction convient bien pour des couvercles de fours électriques de grand diamètre. Les cou- vercles de fours électriques en blocs réfractaires connus jusqu'ici, ont en général un diamètre de 4 mètres au maximum. La fabrication de couvercles de fours électriques d'un diamètre plus grand, a été soigneusement évitée jusqu'ici dans la mesure du possible., en raison de leur peu de résistance et donc, de leur caractère peu économique.
Le manque de résistance des couvercles de fours électriques de grandes dimensions s'explique du fait que par suite de leur grande portée, il s'y produit des pressions très accentuées entre les différents blocs ce qui a pour effet que les
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blocs se désagrègent prématurément surtout du côté intérieur chauffé.
De plus, comme les fours électriques sont chargés par bennes, les couvercles doivent être soit soulevés, soit rabattus vers l'exté- rieur pour dégager l'ouverture du four. Le fait de soulever les couvercles de grandes dimensions ou de les rabattre vers l'exté- rieur occasionne des mouvements supplémentaires de la maçonnerie du couvercle, du fait que le cercle d'armature, ou cercle de culée, entourant la maçonnerie du couvercle n'est pas absolument rigide, mais subit des torsions au cours de ces mouvements. Enfin, pour les grands diamètres des couvercles il est courant de prévoir un rayon de voûte plus grand, c'est-à-dire une courbure plus faible, ce qui exige une conicité minime des blocs.
Par conséquent, les couvercles des fours électriques de grandes dimensions risquent de s'effondrer par suite des mouvements pouvant se produire dans la maçonnerie de l'élément central du couvercle, qui, en raison de la nature de sa construction est déjà en soi très sensible, et ce à un moment où malgré son usure, le couvercle est encore parfaitement utilisable.
Le but de la présente invention est de procurer des couvercles de fours de fusion à arc électrique, de grand dia- mètre, particulièrement ceux de plus de 4 mètres, par exemple de 7,5 m. et davantage et qui doivent être très stables et résistants. Suivant l'invention, on propose à cet effet un cou- vercle comportant un élément central intérieur et au moins un cercle extérieur constitué par des blocs réfractaires, disposés en cercle et entre ces éléments, un cercle de poutrelles de re- froidissement soutenu par une charpente de support.
Par consé- quent, le couvercle de four électrique, suivant l'invention, est divisé en au moins deux parties de blocs, disposées con- centriquement l'une à l'autre, et en liaison au-dessus du cercle de poutrelles de refroidissement qui les soutient également puisqu'il est suspendu à une charpente de support. Il est à
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noter particulièrement que la maçonnerie de l'élément central est également entourée par le cercle de poutrelles de refroi- disseuent dans lequel il ne peut donc se produire de trop fortes pressions provoquées par les blocs.
Un a constaté qu'il est avantageux d'équiper le cercle de poutrelles de refroidissement à sa surface de culée intérieure et/ou extérieure, d'au moins un moyen de support, de préférence annulaire, pour les blocs du couvercle adjacents à ces surfaces de culée. Cette disposition permet d'utiliser des blocs à conicité inverse pour les parties annulaires voisines du cercle de pou- trelles de refroidissement, par exemple en prévision d'une cour- bure plus faible d'une partie du cercle du couvercle adjacente au cercle de poutrelles de refroidissement.
Les parties du cou- vercle concentriques entre elles peuvent aussi être exécutées avec des courbures différentes, c'est-à-dire avec des rayons différents, ce qui constitue une caractéristique de l'invention, et permet de réduire la pression superficielle entre les blocs du couvercle et d'augmenter la stabilité de ce couvercle. Les moyens de support sont constitués de préférence par une tringle annulaire du cercle de poutrelles de refroidissement, qui s'engage dans un évidement des blocs adjacents aux poutrelles de refroidissement.
Sur la charpente portante du cercle des poutrelles de refroidissement, on peut prévoir les conduites d'amenée et de sortie de l'agent de refroidissement, de préférence sous forme de conduites annulaires. La charpente de support présente avan- tageusement un anneau de support -monté au-dessus du cercle des poutrelles de refroidissement, et relié au moyen de supports radiaux à un anneau porteur extérieur avantageusement exécuté sous forme de culée pour la partie annulaire extérieure du cou- vercle. Les blocs formant l'élément central peuvent également être entourés d'un anneau qui permet d'insérer l'élément central dans le cercle de poutrelles de refroidissement. Cette disposi-
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tion permet de remplacer rapidement l'élément central.
Il est connu d'utiliser un cercle de poutrelles de refroidissement en relation avec la possibilité de remplacer un élément central constitué par une masse de calfeutrage. Etant donné que dans ces couvercles de fours électriques, l'élément central constitué par une masse de calfeutrage doit être rempla- cé comme un tout, on s'efforce de donner à l'élément central, et donc aussi au cercle de poutrelles de refroidissement, des dimensions aussi réduites que possible. Ce mode de construc- tion convient donc aussi pour des couvercles plus petits et n'est pas limité aux couvercles de fours électriques qui, pour de grands diamètres, doivent présenter une forte résistance et avoir une grande stabilité.
Le dessin annexé montre des formes de réalisation des couvercles de fours électriques suivant l'invention. La fig.l est une vue en plan d'une partie du couvercle d'un four élec- trique. La fig.2 est une coupe par la ligne A-A de la fig.l.
La fig. 3 est une coupe identique d'une deuxième forme d'exécu- tion du couvercle.
Le couvercle de four électrique est constitué par une partie centrale ou élément central a et un cercle extérieur b concentrique à la partie a. L'élément central a comme la partie annulaire b sont constitués par des, blocs réfractaires. L'élément central possède des ouvertures c pour le passage des électrodes.
Ces ouvertures pour électrodes sont constituées par des anneaux exécutés en blocs de voûte 1 coniques vérs l'extérieur. L'élément central proprement dit, situé entre les anneaux d'électrodes est constitué par les blocs façonnés 2,3, 4, 5, 6, 7 et 8, qui par leur surface d'appui conique s'.étendent jusqu'aux plans de division radiaux 9, situés entre deux ouvertures d'électrodes, ou entre deux anneaux d'électrodes. Les surfaces d'appui des blocs 2, 8 qui pèsent contre les parties annulaires du couver-
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cle 10, s'étendent à. angle droit par rapport aux plans de division 9.
En plus des parties annulaires du couvercle 10, on prévoit encore plusieurs parties annulaires 11, 12, 13, 14 et 15, dont au moins les parties annulaires extérieures 15 forment déjà un cercle complètement fermé. La partie extérieure b du couvercle est exé- cutée en cercle, au moyen de blocs de voûte 16.17 désigne les blocs de culee extérieurs prenant appui sur le cercle de culée extérieur 18.
Entre les deux parties du couvercle a,b est prévu un cercle de poutrelles de refroidissement 20 retenu par des crochets en fer 21, retenus à leur tour par un anneau de support 22, relié au moyen de supports radiaux 23 à l'anneau de culée 18. Sur la charpente de support 22 et 23 sont également disposées les con- duites d'amenée et de sortie de l'agent de refroidissement. Ces conduites sont constituées par des tubes annulaires de distri- bution 25 et 26, desquels dérivent les tubes 25' et 26' vers l'intérieur du cercle de poutrelles de refroidissement. 27 et 28 désignent les conduites d'amenée et de sortie de l'agent de re- froidissement qui se dirigent vers les tubes distributeurs 25 et 26.
Le cercle de poutrelles de refroidissement est divisé en plusieurs secteurs au nombre de six, dans la forme de réalisa- tion montrée. Sur la fig.l les cloisons des compartiments entre les secteurs sont indiquées par 30. En outre, le cercle des poutrelles de refroidissement possède au moins à une de ses sur- faces de culée un moyen de support .annulaire 31, qui soutient spé- cialement les blocs du couvercle adjacents à cette surface de culée. vans la forme de réalisation de la fig. 2, le moyen de support constitué par une tringle annulaire 31, est monté sur la surface intérieure de culée en regard de l'élément central a du cercle des poutrelles de refroidissement.
Dans la forme d'exécution de la fig. 3, la tringle de support 31 se trouve sur
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la surface de culée extérieure du cercle de poutrelles de re- froidissement, en regard de la partie b du couvercle.
Comme on peut le voir sur les figs. 2 et 3, les parties de couvercle a et b peuvent avoir divers bombements. Dans la forme d'exécution de la fig.2, le bombement de la partie extérieure b est relativement plat et a par exemple un rayon de bombement de 9.100 mm, alors que l'élément central plus bombé, a un rayon de bombement de 5.500 mm, par exemple. Dans la forme d'exécution de la fig. 3, la partie extérieure b du cercle a un bombement encore plus plat, et l'élément central .2 un bombement plus prononcé, par exemple d'un rayon de 4.000 mm.
Le cercle de pou- trelles de refroidissement accuse dans ce cas une inclinaison plus prononcée, de sorte qu'à l'extérieur un cercle de blocs de culée à conicité inverse, touche le bac de refroidissement, cette conicité n'étant nullement désavantageuse étant donné que ces blocs sont maintenus de façon sûre par la tringle de support 31.
Comme le montre la fig.3, l'élément central a peut aussi être entouré d'un anneau en tôle conique 34. Celui-ci s'enlève avec l'élément central a et permet donc l'introduction et l'en- lèvement rapides de la partie a.
Dans la forme d'exécution représentée, le couvercle est constitué par deux parties de couvercle concentriques. Toutefois, le couvercle peut aussi être constitué par plus de deux parties, et il est alors avantageux de disposer des cercles de poutrelles de refroidissement entre les parties de couvercle voisines, tenues par une charpente de support.
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