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**ATTENTION** fin du champ CLMS peut contenir debut de DESC **. ayant pour objet : " Perfectionnements aux fours pour la fusion des métaux "
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La présente invention concerne un procédé et un appareil pour chauffer une charge de métal dans un four électrique à arc direct ayant des électrodes de la nature du carbone et dans lequel la charge est chauffée par un ensemble de combustion à gaz auxiliaire aussi bien que par l'arc électrique.
Dans la fabrication des alliages et des pièces coulées, dans les industries de production de métaux ,l'emploi de fours électriques à arc s'est très largement répandu. Cependant, des problèmes importants d'économie ont pria naissance par l'emploi de fores électriques pour la fusion de métaux à cause des limitations propres dans le temps imposées pour fondre une charge de capacité maximale par voie électrique et en raison des degrés élevés de consommation d'énergie électri que coûteuse qu'il faut consentir pour fondre une charge de métal froid. La consommation d'énergie et la vitesse d'usure des électrodes pendant la période initiale ou de fusion du fonctionnement d'un four électrique est extrêmement coûteuse et elle représente plusieurs fois la consommation qui se pré- sente pendant la période d'affinage qui lui fait suite.
Du début de la fusion de la charge dans un four électrique à sa fin, l'oxydation se produit dans le four à.dee degrés variables en sorte que dans la production d'acier, par exemple, le phosphore, le silicium, le manganèse, le carbone et d'autres éléments présents s'oxydent pour donner des scories et des gaz. Ce processus d'oxydation assure lapurifi- cation"de l'acier et conduit en même temps à une certaine perte
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indésirable de carbone et d'autres éléments d'alliage .
Par cuite, après que l'on ait fondu l'acier et que l'on ait retiré la scorie, on peut charger danb le four des additions finales de carbone et d'éléments d'alliage pour compenser la perte du carbone et des éléments désirés et pour arriver à la composition chimique correcte du bain.
Il se présente un pro- blème, cependant, en ce sens que si trop de carbone et d'au- tres éléments a été brûlé de la charge du four pendant les opérations de fusion et d'affinage ou de traitement par la scorie, il faut faire de trop grandes additions compensatrices de carbone et d'éléments d'alliage, avec pour conséquence un refroidissement indésirable prématuré du bain.Il est donc extrêmement avantageux de diminuer et de régler le degré d'o- xydation de carbone qui se produit ,pour que les additions de réglage nécessaires ne soient pas assez grandes pour changer de façon importante la température de la charge fondue.
Les efforts antérieurs que l'on a faits pour résoudre les problèmes de consommation excessive d'énergie pendant la fusion de métaux au four électrique ont conduit à divers plans et procédés pour utiliser des moyens de combustion auxi- liaires avec des fours électriques classiques. C'était un caractère typique de ces tentatives de la technique antérieure que de prévoir un équipement de combustion compliqué et inefficace placé suivant des dispositions géométriques spécialisées autour de la cavité intérieure du four élec- trique pour fournir de la chaleur auxiliaire en vue d'aider les électrodes du four pendant l'opération de fusion.
Un problème important d'oxydation accrue du carbone et d'autres éléments d'alliage provenait de l'emploi des moyens de chauffage auxiliaires connus jusqu'à présent , en raison de la combustion incomplète de l'hydrocarbure combus-
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tible et de l'air et de la présence qui en résulte d'oxygène entraîné dans la flamme qui pénètre dans la région du métal et qui augmente indirectement son oxydation. Cette oxydation accrue du carbone et d'autres éléments a conduit à la nécessité fâcheuse de faire appel à de grandes additions compensatrices à la charge fondue, consistant en de coûteuses matières d'addition affinées en des quantités qui créaient un effet de refroidissement sur le bain de métal fondu.
Des essais récents que l'on a fait pour éliminer le contenu excessif en oxygène , criticahle, provenant de ces
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flammes auxiliaires,ontconduit divers types compliqués et coûteux de brûleurs avec des chambres spéciales de pré- mélange et de ré-combustion. Ces brûleurs ,à cause des caractéristiques particulières de leur production de flamme , étaient agencés par nécessité pour ne pas appliquer directement la flamme à la charge à cause de la probabilité d'exposer la charge et les électrodes placées en son centre à une oxyda- tion excessive conduisant à des dommages.
Il en est résulté une technique consistant à appliquer de façon simplement tangentielle ou périphérique la flamme provenant des moyens de chauffage auxiliaires autour de la charge et l'on a fait un compromis avec l'emploi efficace de la chaleur produite par la flamme ,exigeant une consommation de combustible plus grande que ce ne serait nécessaire si l'on pouvait appliquer directement la flamme au centre de la charge.
Le four électrique et l'ensemble de combustion auxiliai- re de la présente invention ont été conçus pour diminuer l'oxydation indésirable du carbone et des autres éléments d'alliage de la charge métallique tout en permettant l'usage efficace de la flamme directement au-dessus de la partie centrale de la charge. Un résultat de cet arrangement nouveau a été
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l'élimination virtuelle du problème du refroidissement du bain par des additions compensatrices grandes et coûteuses d'élément d'alliage et de carbone et l'élimination de tout effet fâcheux sur les électrodes du four électrique.
Un but général de la présente invention consiste à procurer un four électrique et un ensemble de combustion , auxiliaire pour augmenter l'économie de la production de mé- taux et d'alliages métalliques.
Un autre but de la présente invention est de procu- rer un four à arc électrique direct comportant un ensemble de combustion amovible simple qu'on lui attache lorsqu'on le désire pour accroître la capacité de fusion du four électrni- que.
Un but plus spécifique de l'invention est de procurer un four électrique à arc direct et un système de combustion à gaz auxiliaire qui diminue l'oxydation indésirable de la charge de métal et qui élimne les dommages causés aux électrodes, tout en appliquait une flamme directement dans la charge de métal.
Le procédé de l'inversion se caractérise en ce que la quantité cumulative d'éngerges électrique consommée par l'arc est maintenue en dessous d'un limite prédéterminée en ré- glant la quantité de chaleur produite par l'électrode et que, d'autre part, on applique un flamme intense de l'ensemble de combustion à gaz, direct ent sur la charge pour lui fournir un apport de châles' dépassant largement celui qui lui est fourni par l'arc.
Un four électrique ' arc direct suivant l'invention se caractérise en ce que lachambre de combustion du brûleur de l'ensemble de oombustj:a a une face de décharge de flamme ouverte et en ce que le lleur est monté de façon amovible
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sur une paroi latérale du four dont la forme intérieure est d'allure générale cylindrique, suivant une orientation telle que la flamme soit appliquée directement à la charge métal- lique, et radialement vers les électrodes.
Le principal caractère de la présente combinaison est le résultat de la combustion deL'air et du gaz naturel du genre fourni commercialement aux usagers industriels ,dans un brûleur à face ouverte qui engendre de grandes quantités d'azote inerte pendant la combustion et qui applique l'azote inerte à la charge et aux électrodes en même temps que s'y applique la flamme en sorte qu'il ne puisse se produire dans le four aucune augmentation importante du taux normal d'oxy- dation du métal ou des électrodes.
En fait, une enveloppe et inerte à l'égard de la charge/des électrodes leur est four- nie de façon continue et mise en circulation dans le four pour sortir par les évents , par les ouvertures des électrodes et par le trou de coulée , tandis que le brûleur applique la flamme directement sur la charge en vue d'une utilisation maximale de la puissance thermique du combustible qui brûle.
Ces résultats ont été obtenus sans qu'il soit nécessaire de prévoir un agencement géométrique spécial du brûleur ou une modification majeure des fours électriques classiques ,et on les obtient avec une élimination de la nécessité/de prévoir des combustibles spéciaux ou des brûleurs à chambres de pré- combustion spécialisées.
On décrira l'invention à totre d'exemple en se réfé- rant aux dessins joints au présent mémoire dans lesquels;
Figure 1 est une vue en élévation en coupe, d'un four électrique à arc direct classique auquel on a fixé l'ensemble de combustion portatif.
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Figure 2 est une vue agrandie en bout de l'ensemble ; de combustion portatif suivant l'invention, avec une partie .des moyens brûleurs arrachée pour faire mieux comprendre le dispositif.
Pagure 3 est une vue de dessus de la combinaison du four et de 'ensemble de combustion représentée à la figure 1.
Figure 4 est une vue en élévation, en coupe, du four, considérée suivant la ligne 4-4 de la figure 3.
Figure 5 est une vue en élévation latérale montrant i la oombinaison de l'ensemble de combustion et du four éleo- trique suivant l'invention,en disposition non attachée, la disposition attachée étant montrée en pointillés.
Figure 6 est une vue par dessus, détaillée, de l'en- semble de combustion , avec partie en coupe, pour représenter le système de combustion dans la disposition où il est attaché et fonctionne.
Figure 7 est une vue en élévation latérale montrant le côté de l'ensemble de combustion qui s'attache au four.
Comme on le voit à la figure 1, par exemple, le four électrique 10 comprend une enveloppe métallique de forme géné- rale cylindrique 12 ayant un revêtement de briques réfractaires 14 qui forme à l'intérieur une cavité 16 d'allure généralement cylindrique dont le fond de travail ou aire de sole 18 est revêtu d'un revêtement de type acide ou basique. Une porte de chargement à revêtement réfractaire 20 est prévue dans un côté de l'enveloppe 12 et un trou de coulée et une bouche
22 est écarté de 90 de la porte de chargement 20, de la façon classique. Des trous d'évent convenables ,non montrés, peuvent être prévus,si on le juge nécessaire ou utile, dans la paroi de l'enveloppe 12 pour faciliter l'échappement des gaz du four.
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Un toit 24 ayant à peu près la forme d'un dôme est monté de façon amovible sur le four et on y a prévu trois ouvertures telles que montrées en 26. Une électrode de carbont ou de graphite allongée 28 est prévue dans chacune des ouver- tures 26 et des moyens de serrage classique:: 30 sont prévus sur des bras de support 32 qui partent d'un mât 34 situé près du four de telle façon que l'on puisse élever ou abaisser le mât par des moyens mécaniques convenables ,pour élever et abaisser les électrodes par rapport à la charge de métal placée sur la région de sole 18. Des câbles d'alimentation en énergie électrique 36 ,soutenue par des bras 32 ,relient les électrodes 28 à des transformateurs (non montrés)pour l'alimentation régulée du four en énergie électrique.
Des dispositifs convenables de grue ou autres dispositifs méca- niques peuvent être prévus ,comme il est bien en nu, pour enlever le toit 24 du four afin de le charger pa dessus o. lorsqu'on le désire, on peut charger le four par a porte @c Après que le four ait été chargé et que les opér:. ions de @@- sion et d'affinage aient été achevées, on peut ,.liner If four vers l'avant dans la direction du trou de coulé@@@t de la bouche 22 pour vider le four du métal qu'il cont .ent ou pré- lever celui-ci. Des mécanismes de basculement mécentiques pour incliner le four , qui conviennent à cet objet, s@@t de forme classique ,et par conséquent, on les a omis des dessins..
En prévoyant la combinaison de four suivant la présente invention, on équipe la porte de chargement 20 d'une ouverture annulaire 38 par laquelle un ensemble de combustion portatif , indiqué de façon générale par le chiffre 40, et qui comporte un brûleur cylindrique 42, peut fournir en même temps une flamme intense et un courant d'azote inerte envoyés directement vers la charge de métal dans la région de sole 18. L'ensemble
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de combustion portatif 40 est fixé mécaniquement à la porte 20 , le brûleur cylindrique 42 étant aligné axialement avec une face ouverte 43 et une bride annulaire 44 entourant cet alésage, concentriquement à l'ouverture 38.
Un anneau d'acier inoxydable ou réfractaire 45 est prévu sur la bride 44 entre la porte 20 et la bride 44 pour protéger le bord de l'ouverture 38 des flammes et pour fournir une fermeture étanche pour empêcher l'action de l'air dans le four au voisinage de la flamme.
Plusieurs dispositifs de serrage libérables par came à action rapide 39 , sur la porte 20, assurent un blocage et un déblocage mécaniques rapides de l'enveloppe 42 du brûleur par rapport à la porte 20 , par coopération avec la bride annulaire 44. L'ensemble 40 comprend un chariot à quatre roues 47 pour le mettre en coopération avec la porte de chargement 20 ou l'en éloigner sur une voie 46 de telle façon que l'on puisse, de manière intermittente, le mettre en place pour assurer un chauffage auxiliaire et l'écarter pour incliner le four et ouvrir la porte 20 en vue du chargement latéral du four.
En plus du brûleur 42, l'ensemble de combustion portatif 40 comprend un moteur électrique 48 et une soufflerie à air à basse pression 50 qui est commandée pour envoyer de l'air au brûleur 42 par l'intermédiaire d'un bras à conduit à air 52.
Le brûleur 42 avec son côté ouvert 43 définit un élément en forme de coupe à fond généralement plat ayant un manchon perforé à extrémité ouverte 54 .concentrique avec la coupe et monté dans son fond 53. Plusieurs perforations 55 permettent l'écoulement de l'air à travers le manchon 54 à partir du conduit à air 52 pour parvenir dans la cavité de combustion centrale 56 du brûleur 42. Un tuyau d'alimentation en gaz 58
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est attaché au fond plat 53 du brûleur en forme de coupe 42, coaxialement au manchon 54 1 de façon que du gaz puisse être envoyé à une pression régulée empruntée à une conduite, di- rectement vers la cavité 56.
Sous la pression de l'air créé par la soufflerie à basse pression 50 dans le conduit 52 et dans la voie de passage entre l'enveloppe extérieure du brûleur 42 et le manchon perforé 54, l'air s'écoule radialement vers l'intérieur à travers les trous 55 vers le courant de gaz qui provient de la conduite d'alimentation 58 et se mélange en même temps avec celui-ci et brûle dans la chambre 56. Les pressions extrêmes créées par cette combustion et la force additionnelle de l'air qui se précipite par les trous 55 dans la chambre 56 chasse la flamme axialement du côté ouvert 43 de la chambre à travers l'ouverture 38 de la porte de charge- ment ,et directement sur la charge de métal placée dans la sole.
Dans la paroi 53 du brûleur 42 ,près de la conduite d'alimentation en gaz 58, on a prévu une bougie d'allumage 60 pour allumer le brûleur. La bougie d'allumage 60 est reliée à un transformateur 62 de type classique qui fournit la tension nécessaire lorsqu'on l'alimente pour déclencher la bougie pour allumer le brûleur. Pour des buts d'allumage, on a prévu également dans la paroi 53 une conduite -d'alimentation en gaz pilote 64 qui, en raison de son diamètre relativement petit, fournit une quantité limitée de gaz d'allumage et empêche ainsi des explosions violentes qui pourraient provenir de l'allumage du gaz à partir de la conduite 58 directement, Une valve 65 convenable pour l'arrêt du gaz est prévue dans la conduite pilote 64 pour commander l'écoulement dans la mesure nécessaire et désirable pour l'allumage.
Comme on le remarquera, le brûleur qui vient d'être décrit fonctionne de façon quelque peu différente des brûleurs
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à air et 4 gaz utilisés jusqu'à présent avec des fours élec- triques en ce sens qu'aucun mélange ne se produit avant l'en- trée du gaz et de l'air dans la chambre de combustion à face ouverte elle-même.
Au surplus, il n'y a pas de type classique d'ajutage pour limiter ou confiner l'écoulement positif vers l'avant de la flamme que l'on obtient et de l'azote , et en conséquence, le brûleur projette une flamme relativement large et un courant d'azote directement contre la charge de métal , de telle façon qu'il en résulte un chauffage relativement uni- forme et efficace dans l'enveloppe de gaz inerte protecteur qui est amené à circuler de façon continue au-dessus de la surface de la charge ,puis par les ouvertures des électrodes, le trou de coulée et les évents en chassant devant lui l'air statique contenu dans l'enveloppe du four.
La conduite d'alimentation en gaz 58 est reliée à son extrémité d'entrée à une conduite souple d'alimentation en gaz 66 pour permettre le mouvement de l'ensemble de combus- tion 40 le long de la voie 46 afin de l'amener en coopération avec le four et de le dégager de celui-ci et, montée en série à partir de son extrémité d'entrée dans la conduite de bran- chement pilote 64, il y a une valve d'arrêt de gaz 67 du type rotatif classique , et un diaphragme régulateur du rapport d'air et de gaz 68 qui est fixé dans la conduite d'alimenta- tion en air par l'intermédiaire du tuyau 52 de telle façon que le rapport des pressions de l'air et du gaz puisse être commandé et maintenu de façon constante.
D'autres valves sont prévues de façon classique, comme par exemple un registre 69 dans le conduit à air 52 , pour la commande à la main de l'ali- mentation en air et une valve à gaz 71 est prévue à l'extrémité de la conduite 58 pour le réglage final du débit du gaz.
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La conduite de source @ gaz représentée en 70 , à laquelle eat attachée l'extrém àde la conduite d'alimentation en gaz flexible 66 à l'opposé la conduite 58, possède un régulateur du type à diaphrare 72 qui y est prévu pour tenir compte des variations saisonn res de la pression de gaz provenant de la source. On a prévu également dans la conduite de source 70 une valve d'arrêt le sécurité 74 qui est reliée à un interrupteur sensible à la pression 75 pour assurer l'arrêt automatique si la conduite flexible 66 venait à être détériorée ou coupée. Des manomètres convenables, comme représenté achématiquement en 76. peuvent être prévus pour lire la pression de la conduite.
On envisage diverses modifications du système de commande lorsqu'on ledésire, et des commandes semi-automati- ques fixées à des dispositifs de mesure de la demande enre- gistrant l'emploi d'énergie par les électrodes du four élec- trique ,peuvent être utilisées ,de telle façon que lorsqu'une a certaine consommation d'énergie électrique/été atteinte, un dispositif de circuit automatique provoque automatiquement l'entrée en fonctionnement du dispositif avertisseur pour prévenir les opérateurs qu'ils doivent commuter au dispositif d'allumage auxiliaire ou allumer le brûleur à gaz et couper ou réduire l'énergie fournie aux électrodes.
Cet agencement est très efficace lorsque l'énergie est fournie d'après le principe d'une demande donnée par unité de temps, du genre utilisé par beaucoup de compagnies de production d'énergie situées dans des régions industrielles.
Une manière convenable d'utiliser l'ensemble de combus- tion auxiliaire à propos d'une opération ou passe particulière du four ,consiste à faire fonctionner l'ensemble de combus- tion auxiliaire jusqu'à ce que les riblons ou déchets soient
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fondue à raisonne 80% à 90% , puis on coupe l'ensemble de combustion auxiliaire. En utilisant ainsi l'ensemble de colmbustion auxiliaire, la demande élevée d'énergie électri- que pour le four ,qui est la plus coûteuse, est rarement nécessaire puisque l'étape d'affinage et de fusion finale nécessite très peu d'énergie par comparaison avec les étapes initiales de l'opération de fusion.
Le principal caractère de l'emploi de l'ensemble de combustion portatif fixé mécaniquement , pour appliquer une flammo directement à une charge de métal dans la région de la scie d'un four électrique ,était considéré comme impossi- ble jusqu'à présent à cause de l'oxydation criticable et de la combustion du carbone et des autres éléments d'alliage néces- saires en même temps que se présentaient des détériorations et une combustion prématurée des électrodes.
L'agencement particulier décrit , par lequel une face ouverte d'une cham- bre de combustion qui reçoit directement un rapport convenable d'air et de gaz , est exposéedireotement et dirigée sur une charge de métal , ne peut être utilisé que lorsque l'on peut éliminer ou rendre minimale cette oxydation indésirable
La combinaison de brûleur et de four dane l'exemple représenté utilisait, par exemple, du gaz naturel fourni par la OhioFuel Cas Company de Toledo, Ohio, qui a un poids spé- cifique d'environ 0,63 et dont la composition approximative est de 85,5%de méthane, 12,5% d'éthane, 0,2% de gaz carbonique, et 3,8% d'azote aveo un taux d'unité thermique (BTU) par pied cube d'environ 1047. Par suite, le gaz considéré dans cet exemple exige environ 10 pieds cubes d'air par pied cube de gaz pour obtenir une combustion complète de combustible.
Comme le brûleur suivant l'invention a un régulateur de rapport du type à diaphragme ,68, commandant le rapport d'air et de gaz fourni
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au brûleur la combustion du gaz mentionné se produira appro- ximativmenet avec le rapport théorique exact de l'air au gaz de 10:1. En raison du fait que l'air est principalement un mélange d'azote et d'oxygène dans le rapport d'environ 20 d'oxygène à 79% d'azote, une représentation de la réaotion mise en jeu dans la combustion d'un mélange d'air et de gaz naturel c'est-à-dire d'un:gaz qui comprend par exemple environ 86% de méthane et 13'd'éthane, peut être donnée à titre d'exemple par les équations :
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En plus de ces produits gazeux, le gaz prédominant pro- duit est de l'azote.
Ainsi par exemple, en brûlant environ 50.000 pieds cube d'air avec du gaz naturel, on produit environ 40. 000 pieds cube d'azote. C'est ce grand Volume d'azo- te qui, en fait, commande l'atmosphère dans le four. Le volume et la pression du gaz inerte passant dans le four chasse ou purge les gaz oxydants indésirables de l'opération lors- qu'ils se produisent et produit une enveloppe de gaz inerte s'écoulant de façon continue au-dessus de la charge et autour des électrodes,diminuant ainsi la grandeur de la perte de carbo- ne due à l'oxydation.
Les gaz fournis au four du fait de la oombustion sont principalement des gaz inertes ou es gaz de chasse, en ce sens que par exemple, en brûlant environ 1 pied cube du gaz du type mentionné ci-dessus, avec 10 pieds cube d'air, environ 73% des gaz totaux présents sont constituée par de l'azote, le reste des gaz étant principalement de l'oxy- de de carbone et du gaz carbonique et de l'hydrogène. Le volume ou proportion de gaz produit dépendra cependant du degré de réalisation de la réaction des gaz avec l'air. Par suite, une,combustion incomplète conduira à des quantités plus petites
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d'azote et d'autres gaz produits.
Ainsi, pour obtenir un ren- dement maximal du système, il est essentiel que le brûleur soit conçu pour donner autant que possible ce qu'il peut donner théoriquement. Le brûleur 42 de la présente invention a été trouvé extrêmement efficace à ce point de vue et la produc- tion d'azote pendant l'emploi du brûleur pour le chauffage auxiliaire de la charge du four électrique approche de la quantité théorique à prévoir pour un gaz naturel donné. On constatera que les gaz naturels varient en composition , mais on considère que l'utilisation décrite des produits de combus- tion du brûleur fournira une enveloppe de gaz inerte suffisante si la production d'azote pour un gaz donné quelconque dépasse 50% de la totalité des gaz produits.
Des exemples de ces gaz naturels sont bien connus et ils comprennent les gaz provenant de nombre d'emplacements géographiques.
En utilisant l'ensemble de combustion portatif de la présente invention en combinaison avec un four électrique ayant une capacité de 6 tonnes, par exemple, on a trouvé que le temps de fusion pour une charge froide a été diminué eh sorte qu'il soit possible d'obtenir 5 passes ou opérations au lieu de 4 dans un temps de travail un peu inférieur à 8 heures normales avec une consommation de gaz d'environ 5. 000 pieds cube par heure. La production correspondante de chaleur pour cette quantité de gaz naturel se situe au voisinage de 5.000.000d'unités BTU par heure et une production de chaleur en quantité à peu près semblable provenant des électrodes par une consommation intermédiaire du four électrique est utilisée simultanément.
Ces chiffres doivent être considérés en ayant à l'esprit le fait que la consommation élevée du four électri- que est extrêmement coûteuse par rapport aux demandes plus basses ou intermédiaires et que la diminution ou l'élimination
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de la nécessité des opérations à emprunt élevé d'énergie conduit à une économie considérable dans l'opération de fusion.
Cette économie est possible, naturellement, à cause de la création d'azote dans le brûleur ,pendant l'exemple de combustion donné ,à un taux d'environ 40.000 pieds cube par heure en même temps qu'à l'application de la flamme direc- tement vers la charge et les électrodes en fonctionnement.
La protection effective de la charge et des électrodes à l'égard de l'oxydation pendant ces conditions extrêmes est favorisée par la large section transversale de la flamme et du courant de gaz azote produit par le brûleur à face ouverte décrit, en ce sens qu'une partie sensible de la charge, sinon la charge tout entière ,est chauffe de façon sensiblement uniforme et protégée mesure que la combustion continue. le':! quantités considérables d'azote qui sont introduites dans le four pendant cette opération chassent la masse de l'air stati- que contenu dans le four par le trou de coulée, par les évents et par les ouvertures des électrodes , de telle façon que le four ,particulièrement dans la région de la charge, est garni d'une enveloppe à peu près complète d'azote.
Une diminution appréciable du taux de consommation des électrodes a été obtenue du fait que ces électrodes sont entou- rées par l'azote dont la température s'élève à mesure qu'il s'écoule constamment par les ouvertures des électrodes. On a constaté que les effets de cette atmosphère inerte n'ont pas de conséquences fâcheuses sur la composition de la charge et ont produit en fait une normalisation de la qualité des bains produits dans le four.Ceci est vrai parce qu'à l'état sce, l'azote est entièrement passif à l'égard du fer.
Il est évi- dent, cependant, que si la proportion importante d'azote dans l'atmosphère est trouvée fâcheuse à un point de vue quelconque
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pour le processus d'alliage particulier que l'on exécute dans la combinaison du four électrique et de l'ensemble de combustion auxiliaire, on peut faire varier le pourcentage d'a- zote dans le four en prévoyant des évents additionnels dans le four et une augmentation du gaz dans le mélange de combustion.
On a trouvé cependant, qu'aucun effet fâcheux ne provient de l'enveloppe continue d'azote fournie par le procédé et l'ap- pareil suivant l'invention dans les opérations normales de production de métal.
Pour la commodité de la description, les principes de l'invention ont été mis en évidence dans une forme de réali- sation unique représentée. Il est entendu que la forme de réa- lisation représentée et la terminologie utilisée pour sa description ne doivent pas être considérées comme limitatives puisque l'on peut introduire des variations sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
REVENDICATIONS
1.- Procédé pour le chauffage d'une charge de métal dans un four électrique à arc direct comportant des électrodes de la nature du carbone, dans lequel la charge est chauffée par un ensemble de combustion de gaz auxiliaire ainsi que par l'arc électrique, caractérisé en ce que la quantité cumulative d'énergie électrique consommée-par l'arc est maintenue dans des limites déterminéesà l'avance en réglant la puissance thermique des électrodes et en ce qu'une flamme intense est appliquée par l'ensemble de combustion de gaz directement sur la charge pour fournir un apport de chaleur à celle-ci, qui dépasse de beaucoup celui fourni par l'arc.
2. - Procédé suivant la revendication 1,caractérisé en ce que les gaz de la flamme contiennent une quantité de gaz inerte ,en particulier d'azote, de plus de 50%
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3.- Procédé suivant la revendication 1 ou la revendica- tion 2 ,caractérisé en ce que le brûleur (42) de l'ensemble de combustion (40) a une face de décharge de flamme ouverte (43) vers la chambre de combustion (56), face qui est orientée en sorte d'envoyer la flamme sensiblement radialement vers les électrodes (28).
4. - Procédé suivant les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que de l'air est soufflé dans la chambre de combustion (56) par une soufflerie (50) et qu'en même temps on introduit un mélange d'hydrocarbure gazeux dans la chambre(56) pour y fournir un mélange dans un rapport approprié pour une combustion sensiblement complète ,et en sorte que la pression créée dans la chambre de combustion (56) provoque la formation d'une pression sitive dans le four.
5.- Four électrique à arc direct ayant un ensemble de combustion de gaz auxiliaire pour exécuter le procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de combus- tion (56) du brûleur (42) de l'ensemble de combustion (40) a une face de décharge de flamme ouverte (43) et en ce que le brûleur (42) est monté de façon amovible sur une paroi latérale (12) du four , lequel est de forme intérieure généralement cylindrique , avec une orientation telle que la flamme soit appliquée directement à la charge de métal et radialement vers , les électrodes (28).
6. - Four suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des régulateurs de rapport de pressions et des régulateurs de débit (68, 69, 71)dans les conduites séparées d'air et de gaz (52,58) vers le brûleur (42).
7.- Four suivant la revendication 5 ou la revendication
6, caractérisé en ce qu'il comprend,un support mobile (47) pour l'ensemble de combustion (40)dont le brûleur a une bride de
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montage (44)pour son attache au four.
8. - Four suivant la revendication 5, la revendication 6 ou la revendication 7, caractérise en ce que le brûleur (42) possède un dispositif d'allumage à étincelle électrique (60) et une conduite de gaz pilote (64)pour le gaz d'allumage.
9.- Four:suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le brûleur (42)comporte un manchon intérieur perforé (54)avec l'entrée d'air à l'extérieur du manchon et l'entrée de gaz principal à l'intérieur du manchon.
10.-' Ensemble de combustion auxiliaire pour le four suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9. caractérisé en ce qu'il comprend un brûleur à bride (42) ayant une chambre de combustion à face ouverte oentrale (56),un conduit d'ali- mentation en gaz, flexible, (66) vers le brûleur (42), une soufflerie à basse pression (50) pour fournir de l'air au brûleur (42), un régulateur de rapport de pressions (68) pour les conduites à air et à gaz (52, 58), des régulateurs de débit (69, 71) dans les conduits (52, 58), un dispositif d'allu- mage à étincelle (60), une conduite de gaz d'allumage (64) i et un support mobile (4-7).