BE881263A

BE881263A - Four et procede de chargement et d'obturation de la chambre d'un tel four

Info

Publication number: BE881263A
Application number: BE0/199053A
Authority: BE
Original assignee: Electro Minerals Inc
Priority date: 1980-01-21
Filing date: 1980-01-21
Publication date: 1980-05-16

Description


   <EMI ID=1.1> 

  
 <EMI ID=2.1> 

  
 <EMI ID=3.1> 

  
 <EMI ID=4.1> 

  
 <EMI ID=5.1> 

  
 <EMI ID=6.1> 

  
tières principales, à. savoir la carbone sous la forme de bloc de carbone à base de graphite ou de noir de carbone, et 3'oxyde de magnésium (MgO) . Malheureusement, l'oxyde de magnésium fond et se

  
 <EMI ID=7.1> 

  
 <EMI ID=8.1> 

  
produits dans ces fours. Par conséquent, il est souhaitable d'être

  
 <EMI ID=9.1> 

  
 <EMI ID=10.1> 

  
son intégrité structurelle et son pouvoir d'isolement. 

  
Un second problème majeur dans le. fonctionnement testeurs

  
 <EMI ID=11.1> 

  
sion des éléments internes qui délimitent la chambre du four.- de façon qu'ils no présentent pas de défaillance à la suite d'une mauvaise harmonisation d'expansion thermique ou d' une liaison pendant l'expansion thermique. 

  
Des difficultés dans l'obturation de la .chambre du four et  <EMI ID=12.1> 

  
 <EMI ID=13.1> 

  
 <EMI ID=14.1> 

  
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sont réalisées en graphite et une utilisation unique de papier.,: 

  
 <EMI ID=16.1> 

  
 <EMI ID=17.1> 

  
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et de son support est surmonté de manière efficace par l'utilisa-

  
 <EMI ID=19.1> 

  
tallique aisément expansibles. De plus, chaque élément constitu- : ; 

  
 <EMI ID=20.1> 

  
 <EMI ID=21.1> 

  
 <EMI ID=22.1> 

  
 <EMI ID=23.1> 

  
 <EMI ID=24.1> 

  
 <EMI ID=25.1> 

  
être fondu est utilisé pour obturer le fond de cette chambre de 

  
 <EMI ID=26.1> 

  
 <EMI ID=27.1> 

  
 <EMI ID=28.1> 

  
 <EMI ID=29.1>  

  
mon 

  
 <EMI ID=30.1> 

  
 <EMI ID=31.1> 

  
four. On établit un arc électrique dans la chambre du four en

  
 <EMI ID=32.1> 

  
 <EMI ID=33.1> 

  
 <EMI ID=34.1> 

  
d'évents, dont chacun pré sente un clapet lesté, assure qu'une légère pression positive est maintenue à l'intérieur du four.

  
Après qu'un lingot a été formé à l'intérieur du récipient, le dispositif d'alimentation et le récipient sont descendus sur

  
la voie située en dessous et extraits de leur position en dessous du four tandis qu'un autre récipient sur son dispositif d'alimentation est poussé dans la position située en dessous de la chambre du four. Le temps de transfert suivant ce procédé est véritablement efficace à une valeur de l'ordre de 15 secondes.

  
D'autres détails et particularités de l'invention ressor-

  
 <EMI ID=35.1> 

  
et avec référence aux dessins annexés. 

  
La figure 1 représente une vue en coupe transversale ver-  ticale, partiellement brisée, d'un four suivant la présente invention et d'un dispositif d'alimentation en matière première destiné à ce four. La figure 2 représente une vue en coupe transversale verticale, selon la ligne 2-2, de la figure 1. La figure 3 représente une vue explosée illustrant l'agencement intérieur de la sole, des parois et du plafond du four suivant la figure 1. 

  
 <EMI ID=36.1> 

  
le four de la figure 1 et un moyen de commande pour élever et abaisser le dispositif d'alimentation en matière première.

  
La figure 5 représente une vue en élévation, suivant la ligne 5-5, de la figure 4.

  
Les figures 1 et 2 illustrent un four qui est désigné d'une

  
 <EMI ID=37.1> 

  
12 située de manière centrale à l'intérieur de ce four. Une superstructure 14 du four est supportée au-dessus du sol par des éléments de support verticaux 15 et des éléments de support faisant saillie horizontalement 16, ainsi qu'il ressort de la figure

  
4. Une paire d'électrodes 17, 18 à arc électrique inversables . sont supportées à l'intérieur de manchons 20 pour établir un arc électrique à l'intérieur de la chambre 12 du four. Les électrodes  sont tout d'abord amenées en position contiguë et ensuite séparées <EMI ID=38.1> 

  
 <EMI ID=39.1> 

  
 <EMI ID=40.1> 

  
hires 22. 

  
La figure 3 illustre quant à elle une vue explosée des éléments qui constituent la chambre du four et la sole expansible du four. Donc la chambre 12 du four comprend une paire de parois  latérales 24 agencées verticalement l'une en face de l'autre et

  
une paire de parois latérales inclinées 26. La position relative entre les deux paires de parois est illustrée en particulier sur

  
les figures 2 et 5 et cette position est maintenue par l'utilisation de barres extérieures 28 et de barres intérieures 30 disposées sur les faces opposées des parois latérales verticales 24 et pas- <EMI ID=41.1>  paire de parois latérales verticales 24 et il peut titre goupil-

  
 <EMI ID=42.1> 

  
fices d'évent 34 pour recevoir les évents 22 et une paire de bords  biseautés 35 de façon à s'adapter aisément à l'intérieur de la paire de parois latérales inclinées 26, de la manière illustrée sur la figure 2. La chambre 12 du four comprend en outre une ouverture 36 disposée en son centre et formée en son fond.

  
Des goupilles 38, agencées dans des trous forés dans deux paires d'Éléments en graphite 40, 42 qui forment la sole princi-  pale du four, sont prévues pour limiter le mouvement vers l'extérieur des bases des-, deux paires de parois latérales 24, 26 pendant le fonctionnement.

  
Un grand nombre d'organes de support tubulaires en acier 
44 forment une structure d'une manière générale rectangulaire, ainsi qu'il est illustré sur la figure 3. Des éléments de plaque:: 

  
 <EMI ID=43.1> 

  
 <EMI ID=44.1> 

  
organes de support tubulaires 44 pour suspendre les deux paires d'éléments 40 et 42 de la sole principale. En particulier, les éléments de plaque métallique 46, qui sont fixés uniquement en un seul point aux organes de support tubulaires 44, sont libres pour se déplacer dans toutes les directions, par le fait qu'ils sont espacés de chaque côté latéral de l'élément de plaque métallique adjacent 46. Les quatre éléments de plaque d'extrémité sont fixés à deux reprises par soudage aux organes de support tubulaires, dans chacun des coina. 

  
 <EMI ID=45.1> 

  
et sont ainsi suspendus.. Les organes de support tubulaires 44 ont  quatre extrémités ouvertes en 44a, où de l'eau ou d'autres moyens de refroidissement peuvent être pompés à l'intérieur d'une des 

  
 <EMI ID=46.1> 

  
 <EMI ID=47.1> 

  
extrémités ouvertes restantes 44a des organes de support tubulaires. Les extrémités en 44b sont fermées pour faciliter ce courant d'agent réfrigérant. Des tiges solides 52 sont prévues à l'intérieur des organes de support tabulaires 44 au travers desquels voyage l'agent réfrigérant.

  
Pour la suspension des éléments 40, 42 de la sole principale, un grand nombre d'unités à écrou et à boulon 54 s'étendent au travers des éléments de sole en graphite 40 et 42, ainsi qu'il ressort de la figure 1, et entrent en contact avec le fond de l'organe de support tubulaire 44. Approximativement trois unités à écrou et à boulon de ce genre 54 sont utilisées le long des éléments de sole 40 et approximativement quatre unités 54 le long de

  
 <EMI ID=48.1> 

  
la sole sont prévus par l'utilisation conjointe d'un autre grand nombre d'unités à écrou et à boulon 56 qui portent contre des plaques d'usure 58 dans les éléments de plaque métallique 46. Par l'utilisation d'un grand nombre de paires d'unités à écrou et à boulon 54, 56 pour chaque élément de sole 40, 42, il devient possible non seulement de suspendre les éléments de sole mais égale-

  
 <EMI ID=49.1> 

  
jupe 60 qui fait saillie vers le bas et vers l'intérieur et qui   <EMI ID=50.1> 

  
la sole du four en vue de réaliser une obturation du fond de la chambre du four, ainsi qu'il sera décrit de manière plus détaillée dans la suite.

  
Le four 10 comprend l'utilisation de papier carbonisé 62

  
 <EMI ID=51.1> 

  
de la superstructure 14 du four. Le procédé de réalisation de ce

  
 <EMI ID=52.1> 

  
 <EMI ID=53.1> 

  
lé, ouvert, et mis dans un fou&#65533; sur une sole en argile. Du sable est placé au-dessus du papier de journal de façon à exclure l'air et le four contenant le papier de journal est chauffé à une tempé-

  
 <EMI ID=54.1> 

  
le papier de journal refroidir lentement à la température ambiante tout en . en excluant l'air. Ce produit en papier carbonisé est ensuite prêt à l'usage comme matière d'isolation à l'intérieur du four, extérieurement à la chambre principale 12 àe ce dernier. Le papier carbonisé est scellé en place par une matière isolante ana-

  
 <EMI ID=55.1> 

  
est étendue sur les éléments de sole 40, 42 et les éléments de plaque 46 et qui recouvre-..,; l'intérieur du four 10.

  
 <EMI ID=56.1> 

  
d'alimentation est illustré en 63 sur la figure 4 et ce chariot transporte la matière première dans une position située en dessous du fond de la chambre principale 12 du four. Le chariot de transport de matière première 63-est pourvu de roues, désignées par la référence 64 sur les figures 4 et 5, et il roule sur des voies 66 en dessous du four. Le chariot de transport de matière première 63  <EMI ID=57.1> 

  
 <EMI ID=58.1> 

  
illustre en 72 un bloc produit au centre de la matière première 70  à l'intérieur du récipient 68, après que l'arc électrique a été 

  
 <EMI ID=59.1> 

  
Las éventa 22 sont prévus avec des clapets Lestés 74 de  façon à maintenir une pression positive à l'intérieur d&#65533; four 12.  Cela garantit que de l'air en provenance de l'extérieur du four 

  
 <EMI ID=60.1> 

  
Une commande par moteur est illustrée en 76 sur la figure  4; l'arbre de sortie de ce dernier porte un pignon 78 qui entraî-

  
 <EMI ID=61.1> 

  
liées des chaînes 84 menant au chariot de transport 63 de matière  première. Un contrepoids, illustré en 86, est destina à maintenir  une tension dans la chaîne 84 et à permettre la rotation de l'ar-

  
 <EMI ID=62.1> 

  
et le récipient 68 jusqu'à ce que ce dernier soit soulevé suffisamment loin pour enfoncer la jupe suspendue 60 à l'intérieur de la matière première 70 et effectuer ainsi une obturation du fond du four 10. Après que le bloc a été formé en 72, le chariot de support de matière première 63 est abaissé.sur la voie 66 et le chariot est poussé hors de sa position en dessous du four tandis qu'un autre chariot contenant de la matière première est poussé dans la position située en dessous de l'ouverture du fond du four 10. De cette manière, un changement efficace peut être réalisé pour le

  
 <EMI ID=63.1> 

  
Ainsi qu'il ressort de l'examen des figures 1 et 4, les électrodes 17 et 18 sont tout d'abord amenées sa une position dans  <EMI ID=64.1> 

  
 <EMI ID=65.1> 

  
 <EMI ID=66.1> 

  
sont ajoutés sur les clapets 74 des évents 22 jusqu'à ce qu'il

  
 <EMI ID=67.1> 

  
térieur de la chambre 12 du ,four. Cette pression positive est  maintenue pendant la phase de chauffage et la formation d'un bloc
72 à 3.' intérieur du récipient 63. Il est nécessaire de rendre le four étanche par rapport à l'air parce crie le graphite pourrait

  
 <EMI ID=68.1> 

  
qui est emprisonna à l'intérieur du sable ou autre matière premiè-

  
 <EMI ID=69.1> 

  
fractaire a été exclue et ils ont été remplacés par du graphite et

  
 <EMI ID=70.1> 

  
à l'eau car les éléments de plaque métallique 46 sont refroidis par l'introduction d'eau à l'intérieur des organes de support tubulaires 44.

  
Les électrodes sont tout, d'abord court-circuitées et ensui-

  
 <EMI ID=71.1> 

  
la puissance. Un voltage avantageux est de l'ordre de 130 à

  
150 volts et l'ampérage peut être d'environ 2000 ampères. La pression est maintenue positive à l'intérieur du four de façon à . en repousser l'air. 

  
Une fois que le four est chaud, il est maintenu chaud en vue d'obtenir une efficacité thermique. Les gaz sont éliminés de la chambre du four par passage au travers des manchons d'électrode
20 et des évents 22. La hauteur des électrodes au-dessus du sable est fonction de la puissance d'entrée et on a découvert qu'une

  
 <EMI ID=72.1>

Claims

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en formant des bulles hors du sable, ce qui indiquera à l'opérateur qu'il est nécessaire d'enfoncer davantage la jupe suspendue

<EMI ID=75.1>

Un certain nombre de matières peuvent être utilisées comme-

<EMI ID=76.1>

<EMI ID=77.1>

ce, de la mousse de silice, de la mousse d'argile, de la nullité

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<EMI ID=80.1>

impuretés sort transportées loin du bloc. Les impuretés sont trou- . vées sur les évents qui ne sont pas présents à la surface du bloc

et il est possible, suivant la présente invention, d'obtenir des

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matière première d'origine. La structure métallique est maintenue froide de façon à éliminer tout gauchissement et torsion. Approxi-

<EMI ID=82.1>

ments de graphite sont remplacés,

11 doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus

et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.

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1. Four capable de résister à des températures supérieures

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<EMI ID=85.1> <EMI ID=86.1>

trale, cette chambre externe étant essentiellement remplie d'un moyen d'isolation thermique, (c) les moyens délimitant la chambre de four disposée de manière centrale comprenant des éléments de paroi latérale et de sommet en graphite, (d) la chambre centrale présentant une paroi de fond ouverte adaptée pour être' mise contre

la matière à chauffer, (e) un récipient dépla�able pour maintenir la matière à chauffer qui est capable d'être disposé en dessous

de la paroi de fond ouverte, (f) un moyen d'obturation comprenant une jupe suspendue qui fait saillie vers le bas à partir de la superstructure du four et qui est adaptée pour effectuer un scellage avec la matière située à l'intérieur du récipient déplaçable, (g) des moyens pour établir un arc électrique à l'intérieur de la chambre du four, et (h) des moyens pour maintenir une pression posi-

<EMI ID=87.1>

2. Four suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des voies, passant en dessous du fond ouvert de la chambre de four disposée de manière centrale, le long desquelles la matière à chauffer est déplacée vers sa position de chauffage et hors de cette dernière.

3. Four suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour élever la matière à chauffer à partir des voies pour effectuer une fermeture du fond de la chambre du four.

4. Four suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen d'isolation thermique remplissant la chambre externe est du papier carbonisé.

<EMI ID=88.1> <EMI ID=89.1>

caractérisé en ce que les moyens pour maintenir une pression positive à l'intérieur de la chambre du four comprennent des moyens de purge de la chambre du four.

6. Four suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de purge de la chambre du four comprennent également des clapets lestés pour fermer les moyens de purge.

7. Sole pour un four capable de résister à des températu-

<EMI ID=90.1>

(a) un châssis de support tubulaire, (b) des moyens pour faire circuler un fluide de refroidissement au travers du chassis de support tubulaire, (c) un grand nombre d'éléments de plaque métallique réalisant une structure analogue à un plateau, qui sont individuellement fixés le long d'une partie d'un de leurs bords marginaux au chassis de support tubulaire, les éléments de plaque métallique étant espacés l'un de l'autre et présentant des bords marginaux libres pour permettre une expansion thermique des élé- <EMI ID=91.1>

ments de plaque métallique le long de leurs bords marginaux libres, et (e) un grand nombre d'éléments de sole en graphite agencés pour délimiter une ouverture centrale entre leurs bords internes et supportés par le châssis de support tubulaire.

8. Sole suivant la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de mise à niveau qui s'étendent entre les éléments de sole en graphite et les éléments de plaque métalli-

<EMI ID=92.1>

phite.

9. Sole suivant la revendication 8, caractérisée en ce que

<EMI ID=93.1> travers d'un des 616,mente de sole en graphite et des vis supplé- mentaires en appui contre un des éléments de claque métallique.

10. Sole suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de chambre de four comprenant une première paire d'éléments de paroi latérale

<EMI ID=94.1>

<EMI ID=95.1>

sur une deuxième paire d'éléments de sole en graphite opposés et

une paroi de sommet fermant essentiellement L'ouverture au sommet

des première et deuxième paire d'éléments de paroi latérale.

11. Sole suivant la revendication 10, caractérisée en ce

que les éléments de sole en graphite supportent des moyens de butée capables de coopérer avec les bases des éléments de paroi latérale pour empêcher un mouvement vers l'extérieur des éléments

de paroi latérale pendant l'expansion thermique de ces éléments de paroi latérale.

12. Sole suivant l'une ou l'autre des revendications 10

et 11, caractérisée en ce que la première paire d'éléments de paroi latérale s'étendent verticalement vers le haut à partir de la première paire d'éléments de sole en graphite opposés et en ce que

la deuxième paire d'éléments de paroi latérale sont inclinés vers l'intérieur l'un vers l'autre et sont espacés par l'élément de paroi de sommet.

13. Procédé de scellement de matière réfractaire pour former des blocs ou lingots réfractaires, caractérisé en ce qu'il comprend (a) la prévision d'une chambre de four à l'intérieur d'un four qui présente des éléments de paroi latérale enveloppés et un élé-

ment de paroi de sommet, (b) l'agencement d'un groupe d'éléments <EMI ID=96.1>

<EMI ID=97.1>

situé en dessous de l'ouverture centrale dans les éléments de sole

<EMI ID=98.1>

bas à partir de la superstructure du four et constituant un organe d'obturation, et (e) l'élévation du récipient contenant la matière réfractaire suffisamment loin pour noyer la jupe à l'intérieur de cette matière réfractaire, ce qui obture le fond de la chambre de four.

14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en supplément le chauffage de la matière réfractai.-

re par établissement d'un arc entre deux électrodes qui sont si-

<EMI ID=99.1>

fractaire.

15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend l'espacement des électrodes à partir de la matière réfractaire d'une distance supérieure à 26,6 cm mais inférieure à 55, 9 cm.

16. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 14

et 15, caractérisé en ce qu'il comprend le chauffage de la chambre

<EMI ID=100.1>

17. Procédé de chargement et de déchargement d'un four pré- sentant une jupe qui fait saillie vers le bas à partir de la su- perstructure du four et qui présente en outre une chambre de four

<EMI ID=101.1>

<EMI ID=102.1>

<EMI ID=103.1>

ractérisé en ce qu'il comprend (a) le chargement d'un récipient par <EMI ID=104.1>

des voies en dessous de l'ouverture dans les éléments de sole de la chambre de four, (c) le soulèvement du récipient chargé suffi-

<EMI ID=105.1>

taire en vue d'obturer la chambre de four, (d) la chauffage de la matière réfractaire pour former un bloc ou lingot réfractaire,

(e) l'abaissement du récipient sur les voies, et (f) la poussée du récipient sur les voies en dehors de sa position en dessous du four.

18. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend en supplément le maintien d'une pression positive

à l'intérieur de la chambre de four pendant le chauffage de la matière réfractaire.

19. Procédé suivant l'une eu l'autre des revendications 17 et 18, caractérisé en ce qu'il comprend le purgeage de la chambre de four avec un ou plusieurs moyens d'évent tubulaires et la prévision de moyens pour lester des clapets de fermeture sur ces moyens d'évent tabulaires.

20. Four et procédé de chargement et d'obturation d'un tel four, tels que décrits ci-dessus et/ou tels qu'illustrés sur les dessins annexés.