Pièce conductrice du courant électrique destinée à être mise en contact avec des matières à l'état fondu. La présente invention concerne une pièce conductrice du courant électrique destinée à être mise en contact avec des matières telles que, par exemple, du verre, des bains de sels, des laitiers, des minerais, etc., à l'état fondu. Elle s'applique, en particulier, aux électrodes servant à faire passer un courant électrique dans un bain de matières conductrices du courant.
Cette pièce conductrice du courant électri que est caractérisée en ce qu'elle comporte une âme en matière à base de produits réfrac taires, revêtue extérieurement, au moins par tiellement, d'une gaine métallique, l'âme étant destinée à donner à la pièce une rigidité suf fisante pour qu'elle ne se déforme pas aux températures élevées, et la gaines ayant pour but de conduire le courant électrique.
Le dessin ci-annexé représente, à. titre d'exemple, deux formes d'exécution de la pièce conductrice suivant l'invention, cette pièce formant une électrode pour four élec trique.
Les fig. 1 et 2 sont des vues en coupe ver ticale de l'électrode disposée à l'intérieur d'un four de verrerie.
Dans ces figures, on a désigné l'ensemble de l'électrode par 1. Cette électrode est formée d'une âme 2 en une matière à base de pro duits réfractaires ou de ciment réfractaire et d'une gaine métallique 3. A l'extérieur du four sont prévues, à la façon habituelle, des brides q permettant la connexion de l'élec trode avec la source d'énergie électrique. Dans les exemples représentés, l'électrode est placée horizontalement à la partie supérieure de la cuve du four. On a désigné par 5 la paroi verticale du four, par 6 sa voûte et par 7 le bain de verre qu'il contient. Dans la fig. 1, l'âme est représentée massive.
Dans la fig. 2, qui concerne plus spécialement les électro des comportant une âme introduite à l'état pâteux et cuite sur place, un évidement R est ménagé dans l'axe et sur la majeure partie de la longueur de l'électrode. Cet évidement débouche à l'atmosphère à l'extrémité de l'électrode située à l'extérieur du four et se termine avant l'extrémité de l'électrode placée à l'intérieur du four. Cet évidement est des tiné, en particulier, à faciliter le séchage et. la cuisson de la masse constituant l'âme; il peut être soit laissé ouvert, soit refermé à l'aide d'un remplissage convenable.
La matière constituant l'âme doit pouvoir supporter, sans ramollissement, les tempéra tures auxquelles l'électrode est soumise en service. Cette matière peut consister, notam ment dans le cas d'un bain de verre, en un mélange de béton de ciment fondu et de car bure de silicium.
Le métal ou alliage constituant la gaine doit présenter une bonne tenue à. haute tem- pér ature et, en particulier, avoir un point de fusion élevé. Il doit également ne pas atta- quer la matière constituant l'âme ou, s'il l'attaque, donner naissance à des produits présentant de bonnes propriétés réfractaires et notamment un point de fusion élevé, de façon que ces produits demeurent en place et contribuent à faire adhérer le métal ou l'alliage à l'âme.
Il doit également résister à une attaque chimique par le bain de matières ou, du moins, n'être attaqué que dans une faible mesure, les produits résultant de l'atta que ne devant pas, d'autre part, détériorer ledit bain. Etant donné la grande conducti- bilité électrique des métaux, l'épaisseur de la gaine métallique peut être très faible;
c'est ainsi qu'une électrode de graphite de 120 mm de diamètre peut être remplacée par une pièce selon l'invention recouverte dîme gaine métallique de même diamètre extérieur et ayant, par exemple, 6 mm d'épaisseur. En pratique, on obtient de bons résultats pour l'emploi dans des bains de verre ou de ma tières analogues, telles que, par exemple, dit silicate de soude, avec des gaines en fer pur obtenu, par exemple, par voie électrolytique. Le platine, le nickel, le molybdène ou ses alliages, par exemple les alliages de molyb dène et de nickel, peuvent également être uti lisés dans ce cas.
Le métal ou alliage constituant la gaine peut se présenter, par exemple, sous la forme d'un tube; ce tube, de forme généralement cylindrique, peut aussi avoir une section quel conque, circulaire, ovale, etc. Le métal ou alliage constituant la gaine peut également être sous forme de profilés ou de plaques. Il peut encore être déposé sur l'âme soit par voie électrolytique, soit par pulvérisation ou de toute mitre manière, étant entendu qu'il n'est pas nécessaire pour le passage du courant que le dépôt soit absolument continu. Le métal ou alliage peut être disposé seule ment sur une partie de l'âme, par exemple sur sa partie supérieure.
Dans ce cas, l'âme sera constituée en un matériau aussi peu atta- quable que possible par le bain de matière.
Quand le métal ou alliage constituant la ;aine se présente sous la forme d'un tube, le produit constituant l'âme peut être introduit à l'intérieur de ce tube à l'état pâteux ou sous forme de fragments de petites dimensions, le tube servant de moule au produit qui, par prise ou cuisson, est amené à l'état solide ou compact. Le produit constituant l'âme peut encore être introduit sous la forme d'un bloc solide.
Quand le métal ou alliage constituant la gaine consiste en profilés ou en plaques, on peut soit réunir ces profilés ou ces plaques entre eux, de manière à constituer un tube dont le remplissage se fait comme indiqué précédemment, soit les fixer d'une manière appropriée sur l'âme.
La pièce conductrice, réalisée comme indi qué ci-dessus, est suffisamment rigide à chaud pour être placée à l'intérieur d'une masse en fusion, sans avoir besoin d'être sup portée à l'intérieur du four, ni d'être refroi die. Elle peut donc. pratiquement être utili sée dans les mêmes conditions que les élec trodes ordinaires en graphite. Elle peut, en particulier, être disposée à travers les côtés du four, à travers la sole ou toute autre par tic du four, soit horizontalement, soit vertica lement ou suivant l'inclinaison que l'on dé sire. Elle peut être réalisée en éléments de grande longueur. Si le métal constituant la paroi extérieure de la pièce possède une ré sistance suffisante à l'attaque par le bain de matière, elle peut avoir une durée pratique ment illimitée.
Les connexions sont très aisées, en raison de la présence de la paroi métalli que. Dans certains cas, un refroidissement de la partie extérieure peut être réalisé par cir culation d'un fluide par exemple.
Dans ce qui précède, l'invention a été dé crite en application à une électrode destinée à amener du courant. électrique dans un bain. de matières telles que du verre, des bains de sels, des laitiers, des minerais, etc. Elle peut cependant s'appliquer d'une manière générale à toutes les pièces conductrices de courant utilisées ait contact de ces matières. L'inven tion peut être appliquée, en particulier, aux résistors, aux pièces conductrices immergées dans un bain desdites matières ainsi qu'aux feeders, aux débiteuses utilisées dans le pro- cédé Foucault d'étirage du verre à vitre, aux barres d'étirage utilisées pour la fabri cation du verre à vitre Pittsburgh, aux pa rois de barrage, etc., lorsque ces divers orga nes comprennent des éléments conducteurs.
Part which conducts electric current intended to be brought into contact with materials in the molten state. The present invention relates to an electrically conductive part intended to be brought into contact with materials such as, for example, glass, salt baths, slags, ores, etc., in the molten state. It applies, in particular, to electrodes serving to pass an electric current through a bath of current-conducting materials.
This part which conducts electric current is characterized in that it comprises a core made of material based on refractory products, coated on the outside, at least partially, with a metal sheath, the core being intended to give the part sufficient rigidity so that it does not deform at high temperatures, and the sheaths intended to conduct electric current.
The accompanying drawing represents, to. by way of example, two embodiments of the conductive part according to the invention, this part forming an electrode for an electric oven.
Figs. 1 and 2 are views in vertical section of the electrode disposed inside a glass furnace.
In these figures, the entire electrode has been designated by 1. This electrode is formed of a core 2 of a material based on refractory products or refractory cement and a metal sheath 3. outside the oven are provided, in the usual way, flanges q allowing the connection of the electrode with the source of electrical energy. In the examples shown, the electrode is placed horizontally at the top of the oven vessel. The vertical wall of the furnace, 6 its vault and 7 the glass bath it contains are designated by 5. In fig. 1, the soul is represented massive.
In fig. 2, which relates more particularly to electro-devices comprising a core introduced in the pasty state and cooked on site, a recess R is made in the axis and over the major part of the length of the electrode. This recess opens to the atmosphere at the end of the electrode located outside the oven and ends before the end of the electrode placed inside the oven. This recess is tiné, in particular, to facilitate drying and. baking the mass constituting the core; it can be either left open or closed with a suitable filling.
The material constituting the core must be able to withstand, without softening, the temperatures to which the electrode is subjected in service. This material can consist, in particular in the case of a glass bath, of a mixture of molten cement concrete and silicon carbide.
The metal or alloy constituting the sheath must have good resistance to. high temperature and, in particular, have a high melting point. It must also not attack the material constituting the core or, if it attacks it, give rise to products exhibiting good refractory properties and in particular a high melting point, so that these products remain in place and help to adhere the metal or alloy to the core.
It must also resist chemical attack by the bath of materials or, at least, be attacked only to a small extent, the products resulting from the attack must not, on the other hand, deteriorate said bath. Given the great electrical conductivity of metals, the thickness of the metal sheath can be very small;
thus, a graphite electrode with a diameter of 120 mm can be replaced by a part according to the invention covered with a metal sheath of the same outside diameter and having, for example, 6 mm thick. In practice, good results are obtained for use in baths of glass or of similar materials, such as, for example, called sodium silicate, with sheaths of pure iron obtained, for example, by electrolytic route. Platinum, nickel, molybdenum or its alloys, for example the alloys of molybdenum and nickel, can also be used in this case.
The metal or alloy constituting the sheath may be, for example, in the form of a tube; this tube, generally cylindrical in shape, can also have a section which is conch, circular, oval, etc. The metal or alloy constituting the sheath can also be in the form of profiles or plates. It can also be deposited on the core either electrolytically, or by spraying or in any other manner, it being understood that it is not necessary for the passage of the current for the deposit to be absolutely continuous. The metal or alloy can be placed only on part of the core, for example on its upper part.
In this case, the core will be made of a material which is as little attackable as possible by the material bath.
When the metal or alloy constituting the groin is in the form of a tube, the product constituting the core can be introduced inside this tube in the pasty state or in the form of fragments of small dimensions, the tube serving as a mold for the product which, by setting or baking, is brought into a solid or compact state. The product constituting the core can also be introduced in the form of a solid block.
When the metal or alloy constituting the sheath consists of profiles or plates, it is possible either to join these profiles or these plates together, so as to constitute a tube whose filling is done as indicated above, or to fix them in an appropriate manner. on the soul.
The conductive part, produced as indicated above, is sufficiently rigid when hot to be placed inside a molten mass, without needing to be supported inside the furnace, nor to be chill die. So she can. practically be used under the same conditions as ordinary graphite electrodes. It can, in particular, be arranged through the sides of the oven, through the floor or any other by tick of the oven, either horizontally or vertically or according to the inclination that is desired. It can be made in very long elements. If the metal constituting the outer wall of the part has sufficient resistance to attack by the bath of material, it can have a practically unlimited duration.
The connections are very easy, due to the presence of the metal wall. In certain cases, cooling of the exterior part can be achieved by circulating a fluid, for example.
In the foregoing, the invention has been described in application to an electrode intended to supply current. electric in a bath. materials such as glass, salt baths, slags, ores, etc. However, it can be applied in general to all current-conducting parts used in contact with these materials. The invention can be applied, in particular, to resistors, to conductive parts immersed in a bath of said materials as well as to feeders, to cutting machines used in the Foucault process for drawing window glass, to bars of drawing used in the manufacture of Pittsburgh window glass, in barrier walls, etc., when these various members include conductive elements.