Four à rayonnement. La présente invention a pour objet un four à rayonnement, notamment un four dans lequel les sources de chaleur sont des éléments chauffants électriques.
Dans ces fours, il est généralement néces saire de prévoir une porte de dimensions suf fisantes pour permettre d'effectuer en. cours de fusion des additions de produits ou des traitements. Le fait que cette porte doit se trouver au-dessus du bain oblige à reporter la grille de chauffage à une distance de celui-ci égale à la hauteur de la porte, et, par suite, à augmenter les dimensions du four, ce qui entraine une diminution de rendement.
De plus, l'étanchéité absolue d'une porte maintenue à haute température est difficile à. assurer et il se produit inévitablement des rentrées d'air préjudiciables à la durée des électrodes de graphite.
D'autre part, lors des opérations de char gement, les électrodes et amenées de courant en graphite sont en contact direct avec l'at mosphère. De même, on ne peut éviter les rentrées d'air pendant la période d'affinage, puisqu'il faut qu'on puisse accéder facilement à toutes les parties: du bain par une ouver ture de grandes dimensions. Ceci a pour con séquence la combustion des électrodes.
Le four à rayonnement faisant l'objet de l'invention remédie à ces inconvénients. II comprend une cuve et une voûte séparables constituant une enceinte complètement fer mée lorsqu'-elles sont assemblées pour les pé riodes de fonctionnement du four et il est caractérisé en ce qu'il comporte .des moyens qui, lorsqu'on sépare la voûte de la cuve, maintiennent la continuité de la fermeture, tout en réservant des ouvertures donnant accès à l'intérieur du four et permettant d'ef fectuer des traitements.
Les ouvertures donnant accès à l'intérieur du four peuvent être créées par le déplace- ment relatif des éléments constituant l'en ceinte et des moyens maintenant la continuité de la fermeture, ces moyens pouvant consister en une ceinture, dans laquelle sont pratiquées des brèches se découvrant pendant ledit dé placement et qui est figée à l'un des éléments constituant l'enceinte, par exemple .la voûte,
qui peut pivoter sur un axe porté latérale ment par la cuve et que la ceinture accom pagne dans son mouvement.
Les éléments de chauffage peuvent être solidaires de la voûte et se déplacer avec elle. Des moyens peuvent être prévus pour proté ger ces éléments de chauffage contre. l'action de l'air pendant que l'intérieur du four n'est pas complètement isolé de l'extérieur;
ils peu vent être des tubulures et conduits amenant un fluide, par exemple un gaz neutre ou ré- ducteur, à une rampe placée sur le pourtour inférieur de la voûte et disposée pour proje ter ce fluide sur les éléments de chauffage, un dispositif ouvrant automatiquement le passage du fluide lorsqu'on soulève la voûte et le fermant lorsqu'on la pose.
Dans une forme d'exécution particulière, lorsque, pour charger le four, on sépare la voûte de la cuve et qu'on la place sur un support auxiliaire avec lequel elle forme une enceinte fermée, le passage du fluide est ou vert pendant le transport et fermé quand la voûte repose sur ce support auxiliaire.
Des moyens peuvent être prévus pour per mettre aux parties du four de suivre les mou vements de dilatation, tout en assurant l'étan chéité.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du four fai sant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue de ce four en<B>élé-</B> vation; La fig. 2 est une vue latérale avec arra chement et partie en coupe; La fig. 3 est une coupe verticale suivant III-III de la fig. 2; La fig. 4 représente en élévation un sup port destiné à recevoir la voûte quand elle est séparée du reste du four;
La fig. 5 est un plan partiel correspon- dant à la fig. 4; Les fig. 6 et 7 représentent, à plus grande échelle, le détail de la voûte, la fig. 6 étant une élévation partie en coupe et la fig. 7 un plan partie en coupe suivant VII-VII de la fig. 6;
La ïig. 8 est une coupe, à plus grande échelle, d'une amenée de courant.
Le four représenté comprend une base B et une voûte Y séparables et constituant les éléments fondamentaux du four.
La base du @ four est constituée par une sole réfractaire 1 (fig. 3) sur laquelle on pose la matière à fondre. Cette sole est portée par une cuve 2 en métal, avec interposition d'un calorifuge 3.
Le bord supérieur de la cuve porte sur tout son pourtour une rigole 4, des tinée à recevoir un bain de sable, ou tout autre joint plastique, permettant le logement d'un rebord inférieur correspondant 5 de la voûte et assurant ainsi l'étanchéité en cours de fusion.
Un bec de coulée 6 est disposé dans l'axe du four et son canal 7 incliné, bouché en cours de fusion, aboutit au-demus du bain.
La voûte, dont les dispositions particu- lières seront décrites plus loin, comporte des prises de courant 8 et 9 et trois électrodes 10 constituées par des tiges disposées parallèle ment.
Elles peuvent être, selon les cas, ali- mentées en courant monophasé et couplées en série ou en parallèle. ou bien alimentées en triphasé et montées en étoile ou en triangle on suivant toute autre combinaison.
A la partie inférieure de la voûte, et sur tout le pourtour, est fixée une rampe tubu laire 11 percée, sur les deux grands côtés, de nombreux trous 12 (fig. 2 et 3).
Elle est en communication avec des tubulures exté- rieures 13 (fig. 1 et 2), reliées à une prise de gaz ou fluide combustible quelconque, par l'intermédiaire d'une conduite souple 13a se branchant sur une tubulure 14.
Celle-ci est portée par une boite 15 contenant une sou- pape normalement fermée par l'effet d'un poussoir 16 qui, lorsque la voûte est en place sur la cuve, rencontre une butée 16a fixée sur le bord de cette cuve. En soulevant la voûte, on libère le poussoir 16, ce qui provo que l'ouverture de la soupape et l'arrivée de gaz dans la rampe 11.
De plus, le bord inté- rieur de la cuve forme un écran entre l'in térieur du four et la rampe 11, lorsque la voûte est en place, et dégage cette rampe quand la voûte est soulevée.
Extérieurement à la cuve (fi-.<B>1</B> et 2) est disposée une ceinture en tôle calorifugée 17 épousant sa forme sur trois côtés et articulée sur deux axes 18 solidaires de la cuve. La partie avant de cette ceinture porte une échancrure limitée en 17a (fig. 2). Normale ment, elle repose sur deux goujons 19, mais elle peut être rendue solidaire de tout dépla- cement en hauteur de la voûte par un clabot 20 (fig. 1 et 2).
L'équipement du four est complété par deux rails circulaires 21 fixés sous la cuve. Ceux-ci peuvent rouler sur des galets 22 sup portés par un châssis 23, qui est articulé lui- même sur-un axe 25 supporté par des pa liers 26 scellés sur un bâti 27.
En position normale de fusion, la voûte repose sur la cuve, comme le montre la fig. 2. Le bec de coulée -étant bouché, le four est absolument étanche. Au cours de l'opération, l'ensemble est animé .d'un mouvement d'oscil lation au moyen des rails 21 entraînés par les galets 22 qui, à cet effet, sont actionnés et rendus moteur par un mécanisme quel conque approprié, non-représenté. L'ampli tude des oscillations est réglée par des butées, de façon telle que le bain atteigne de part et d'autre les arêtes supérieures de la sole réfractaire.
Lors des opérations d'affinage, ou d'addi tions de produits, l'accès au bain est rendu possible par le soulèvement de la voûte. A cet effet, celle-ci est articulée sur un axe 24 reposant latéralement sur un demi-coussinet 24a1 de la cuve. Au préalable, la manoeuvre du clabo@t 20 a rendu la ceinture 17 solidaire de la voûte;
en fin de course, .la voûte occupe la position Vl, indiquée en pointillé, et la ceinture 17, qui l'a suivie, prend la position correspondante, obturant les deux grands. côtés du four, mais laissant apparaître sur un petit côté une ouverture limitée en 28 par les trois côtés de l'échancrure 17a et le bord supérieur .de la cuve.
Lorsqu'on soulève la voûte, le poussoir 16 de. la soupape, contenue dans la boîte 15 a été libéré, provoquant dans la rampe 11 l'arrivée du gaz qui s'enflamme et vient for mer une nappe réductrice immédiatement au dessous des électrodes et empêche toute oxy dation -de celles-ci aussi longtemps que la voûte resta soulevée.
L'opération de coulée est pratiquée en faisant basculer l'ensemble ehâssis-four au tour de l'axe 25, la voûte reposant normale ment sur la cuve. Il suffit de soulever le châssis 23 par un effort de bas en haut ap pliqué en 29 par exemple, par un moyen mé canique ou électrique non-figuré.
Pour procéder à un nouveau chargement, la voûte est séparée de .la cuve et transportée, par des moyens mécaniques appropriés non- figurés, sur un support représenté fig. 4 et 5. L'enlèvement de la voûte découvre ainsi en tièrement la sole. Dès que la voûte se sépare de la cuve, des flammes réductrices jaillissent de .la rampe 11 jusqu'au moment où ladite voûte est posée sur le support.
Le support représenté par les fig. 4 et 5 est placé en principe à la hauteur de la cuve; il se compose d'une cuvette rectangulaire 30 en tôle, posée sur des pieds 31 et remplie de calorifuge réfractaire (en poudre).
Autour de cette cuvette court une rigole 32, remplie de sable, dans laquelle vient se loger et faire joint le rebord inférieur 5 de la voûte (fig. 2 et,3). Le poussoir 16, butant sur le rebord de la rigole 32, est soulevé et vient obturer l'ar rivée de gaz.
Les fig. 6 et 7 représentent des détails particuliers de la voûte étanche. Celle-ci est formée par un assemblage de briques réfrac taires 32a, maintenues par un cadre 33, formé de quatre fers U assemblés par des boulons 34 transmettant leur -effort aux fers par l'in- termédiaire de ressorts 35.
Les quatre côtés du cadre sont soudés en 36 à un couvercle métallique 37 portant, suivant ses quatre dia- gonales. des plis 38 formant soufflets de di latation, se prolongeant jusqu'au niveau infé rieur de la voûte et soudés en 36a sur le cadre. La partie centrale de la pièce 37 est évidée pour donner accéts à l'intérieur du couvercle pour le garnissage.
L'ouverture est fermée par un volet 39. Lorsque celui-ci est en place, le cadre et la carcasse de la voûte forment un tout étanche et élastique susceptible de se déformer sous les effets de dilatation des briques. Des godets 40, appliqués sur les joints par des ressorts 41, empêchent toute entrée :d'air par les trous de passage des boulons.
La fi-. 8 représente le détail des prises de courant 8 (fig. 1) qui sont disposées de manière à être étanches et capables d'absor ber les dilatations ou contractions de l'élec trode.
Dans un côté 42 du cadre 33 de la voûte sont percés des trous pour le passage de pièces de graphite 43 traversant la masse réfrac taire et sur les extrémités desquelles s'ap puient les électrodes 10 (fig. 3).
Sur le cadre 42 et par l'intermédiaire d'un joint isolant 44, une pièce tubulaire de guidage 45 est serrée par des boulons isolés non-figurés. A l'intérieur de cette pièce peut coulisser librement une pièce 46, reliée au guide 45 de façon étanche par un manchon élastique 48 soudé à ses deux extrémités. Dans la pièce 46,
la pièce de graphite 43 est emmanchée à force; une circulation d'eau de refroidissement est assurée par une tubulure 49 et un conduit circulaire 50. Une cosse 51, reliée au câble du circuit, vient prendre con tact avec la pièce 46 par un cône 52.
L'en semble de ces deux pièces est constamment maintenu toujours serré et sollicité vers l'élec trode par l'action d'un ressort 5,2a s'appuyant, d'une part, sur un isolant 53 et, d'autre part, sur une vis de réglage 54, une pièce 55 for mant écrou et étant reliée au cadre 42 par des tiges non-figurées.
Grâce à ces dispositions, le four représenté et décrit présente des avantages importants; la forme de l'intérieur du four, la constitution et la position de la voûte ne sont pas subor- données à. l'existence de portes. Il en résulte que l'intérieur du four peut avoir un volume très réduit;
en effet, aucune porte n'étant pratiquée dans les parois, la voûte peut. lors que le four est fermé, se trouver rapprochée au maximum des matières en traitement. De même, la grille, ou autre organe de chauffage.
étant disposée de manière à s'écarter du bain lorsque l'on doit accéder à l'intérieur du four, soit pour le chargement, soit pour l'inspec tion de la surface du bain et le contrôle de l'opération, cette grille peut, lorsque le four est fermé et qu'elle doit exercer son action de chauffage, se trouver aussi près que l'on veut des matières traitées.
En outre. la grille peut être répartie d'une manière très étendue au-dessus du bain, sans avoir à se préoccuper de réserver des espaces libres entre les bar- reaux pour permettre l'accès au bain.
De plus, grâce aux moyens qui assurent la continuité de la fermeture lors de l'éloigne ment des éléments séparables, on peut 'avoir, à ce moment, un large espace libre au-dessus du bain, ce qui facilite :
les opérations de traitement, tout en évitant l'inconvénient des rentrées d'air qui se produisent alors dans les fours ordinaires.
La réduction des dimensions de l'intérieur du four et, par suite, du volume de l'atmo sphère gazeuse qui y est contenue, jointe au fait qu'il n'existe pas de porte pendant la marche, a pour résultat qu'en période de fonc tionnement l'attaque des éléments de chauf fage,
par exemple des électrodes, est négli geable et qu'il suffit d'admettre les gaz de protection seulement lorsqu'il est nécessaire d'accéder à l'intérieur du four.
L'admission de gaz neutres ou réducteurs, n'ayant lieu qu'à des périodes de durée ré- duite,
peut être alors assez abondante de façon à assurer une protection très efficace des électrodes sans conduire à une dépense excessive.
L'efficacité de l'action des gaz est au sur plus d'autant plus grande que ceux-ci sont. maintenus au voisinage des électrodes et ne peuvent se répandre trop rapidement à l'exté- rieur. A ce point de vue,
la combinaison des moyens assurant la continuité de la fermeture du four et de .l'admission de gaz est particu lièrement avantageuse pour l'efficacité de la protection des électrodes.