CH289981A - Procédé de traitement thermique à haute température de pièces moulées en charbon. - Google Patents

Description

  Procédé de     traitement        thermique    à haute température de pièces     moulées    en charbon.    La présente invention concerne un pro  cédé perfectionné de traitement thermique  à haute température de pièces moulées en  charbon, notamment des électrodes de fours.  L'invention est décrite en détail en tant que  s'appliquant au     graphitage    des électrodes de  fours, mais n'est donc pas limitée à cette  application.  



  Les électrodes non cuites se composant de  charbon et d'un liant se cuisent généralement  dans un four chauffé au gaz à une tempéra  ture de 700 à 1000  C, puis après refroidis  sement on les fait passer dans un four élec  trique et on les enrobe dans une matière  carbonée conductrice en grains, qui sert  d'élément de résistance. Les électrodes précui  tes sont chauffées dans le four électrique  à 2700  C environ pour en     transformer    le  charbon en graphite. Ce procédé est connu  dans la technique sous le nom de procédé    duplex  .  



  Un autre procédé connu ne comporte pas  la     cuisson    préliminaire dans le four chauffé  au gaz. On chauffe les électrodes non cuites  à la température de     graphitage    en une seule  opération dans le four électrique. Comme  précédemment, une matière carbonée conduc  trice en grains sert d'élément de résistance  dans le four électrique. Le grand nombre  d'électrodes     cassées    qu'on obtient par ce pro  eédé en restreint les applications, bien qu'il  soit avantageux par ailleurs à cause des éco-         nomies    réalisées en combustible, temps et  installation.  



  La matière carbonée conductrice en grains  d'enrobage qui sert d'élément de résistance  dans les fours électriques a un coefficient  thermique de résistance négatif, c'est-à-dire  que sa résistance électrique diminue lorsque  sa température augmente. Si, pour une raison  quelconque, la température devient plus éle  vée dans une partie du four que dans les  autres, le courant passe plus facilement dans  cette partie en rendant ainsi les conditions  plus mauvaises. Le dégagement de chaleur  dans le four, surtout à une température in  férieure à 700  C environ, n'est pas uniforme.  Le     grand    nombre d'électrodes cassées obtenu  par le procédé de chauffage en une seule  opération peut être attribué au fait que les  électrodes non cuites ne peuvent pas suppor  ter le chauffage irrégulier du four électrique.

    Les électrodes précuites qu'on chauffe dans  le four électrique par le procédé  duplex   sont plus résistantes au point de vue méca  nique et à l'égard du chauffage irrégulier.  



  L'invention permet de chauffer des pièces  cri charbon moulés, telles que des électrodes  non cuites, à une température de     graphitage,     en une seule opération de chauffage dans un  four électrique, sans risque de ruptures trop  nombreuses.  



  Elle permet également de cuire des pièces  en charbon à une température inférieure à  celle qui est nécessaire pour les transformer      en graphite, mais à une température supé  rieure à celle qui peut être     maintenue    d'une  manière satisfaisante dans un four chauffé  au gaz.  



  Le procédé de traitement thermique à  haute température de pièces moulées en  charbon suivant l'invention est caractérisé en  ce que l'on enrobe ces pièces     dans    une ma  tière carbonée en grains possédant un coeffi  cient thermique de résistance électrique né  gatif .et dans laquelle est disposé au moins  un élément auxiliaire de résistance électrique  possédant un coefficient thermique de résis  tance électrique positif et une résistance élec  trique inférieure à celle de la matière     cri     grains à une température inférieure à     400     C,  on fait passer un courant électrique dans cet.

    élément auxiliaire de résistance électrique et  dans la matière en grains, de faon à chauf  fer à peu près uniformément la matière en  grains et les pièces dans l'intervalle de tem  pérature entre les limites duquel la résistance  électrique de l'élément de résistance est in  férieure à celle de la matière en grains, puis  on continue le chauffage dans un intervalle  de température entre les limites duquel la  résistance électrique de l'élément de résistance  est. plus forte que celle de la matière en grains.  



  Par exemple, on introduit les électrodes  non cuites à graphiter dans un four électri  que, dans lequel un élément de résistance  auxiliaire, tel qu'une grille métallique, est  enrobé dans une matière de garnissage car  bonée, conductrice et en grains. Avantageuse  ment, la     résistance    électrique de l'élément de  résistance auxiliaire est plus faible que celle  du garnissage en grains jusqu'à une tempéra  ture d'environ 600  C et son coefficient ther  mique de résistance électrique est positif.  c'est-à-dire que sa résistance électrique aug  mente lorsque sa température augmente. Le  courant passe de préférence dans l'élément  de résistance auxiliaire jusqu'à ce que la  température du four atteigne environ 600  C.

    Si une partie quelconque de cet élément de  vient plus chaude que le reste, sa résistance  augmente et le courant se détourne dans les  zones     phis    froides en assurant ainsi un dé-         gagement    uniforme de chaleur. Lorsque la  température du four a atteint environ 600  C,  le courant passe de préférence dans la ma  tière de garnissage.     Les    électrodes atteignent  donc progressivement leur température de       graphitage        sans    risque excessif de rupture.  



  Sur le dessin ci-joint, qui indique un mode  de mise en     oeuvre    de l'invention:  la     fig.l.    est une vue en plan, avec  arrachements, d'un four électrique contenant  des électrodes à chauffer à la. température  de     graphitage,     la     fig.2    est une coupe suivant la ligne  2-2 de la     fig.1.     



  Pour les préparer en vue du chauffage,  on introduit. les électrodes non cuites 11 de  préférence debout     dans    un four électrique 12.  Les électrodes 11 sont entourées par une ma  tière 13 de garnissage carbonée en grains,  telle que du coke broyé, dans laquelle sont  enrobées des     grilles    métalliques 14, de préfé  rence en grosse toile métallique. La matière  en grains 13 est en contact étroit avec les  électrodes 11 et avec les électrodes 15 du  four. Les grilles métalliques 14 se prolongent.  presque sur toute la longueur du four 12 et  se terminent au voisinage des électrodes 15  du four. Les meilleurs résultats ont été obte  nus en fixant une tige en graphite 16 sur les  extrémités     des    grilles 14, par exemple avec  des rivets en cuivre 17.

   Le joint entre les  tiges en graphite 16 et la grille     1.1    facilite le  passage du courant entre les électrodes 15 du  four et les grilles 14, mais cette disposition  n'est pas indispensable.  



  Le nombre et la disposition des grilles 14  dépendent en partie des dimensions du four  12 ainsi que de la, disposition et des dimen  sions des électrodes à graphiter. Dans la plu  part des cas, les grilles     1.1    doivent être dis  posées au-dessus et au-dessous ainsi que des  deux côtés des électrodes 11, ainsi qu'on peut  le voir sur le dessin.  



  De préférence, la résistance des grilles 7 4  est inférieure à. celle de la matière de gar  nissage 13 jusqu'à une température d'environ  600  C. La résistance des grilles 14 doit être  inférieure à celle de la matière de garnis-      sage 13 aux températures inférieures à  400  C, sans quoi le nombre d'électrodes cas  sées deviendrait excessif. En général, une       .grille    appropriée     consiste    en. une toile mé  tallique comportant jusqu'à 50 à 65 mailles  par mètre et an fil de 0,25 à 1 mm de  diamètre.  



  Après avoir disposé les électrodes 11, la  matière de garnissage 13 et les grilles mé  talliques 14 dans le four 12, de la manière  décrite     ce-dessus,    on fait passer le courant.  La. totalité du courant passe pratiquement  dans les grilles 14 qui s'échauffent et de  leur côté chauffent la matière de garnissage  7 3 qui les entoure et les électrodes 11. Lors  que la température augmente dans le four,  la résistance des grilles 14 augmente et celle  de la matière de garnissage 13 diminue.  Lorsque la température atteint la valeur  pour laquelle la résistance des grilles 14 est  plus forte que celle de la matière de garnis  sage 13, c'est-à-dire environ 600  C, la ma  jeure partie du courant passe dans la ma  tière de garnissage 13.

   Cette matière sert de  source de chaleur principale du four à partir  de ce moment et jusqu'à ce que les électro  des 11 soient graphitées. On fait passer le  courant dans le four jusqu'à ce que la tem  pérature de     graphitage    d'environ 2700  C  soit, atteinte.  



  Au cours d'un essai, dans lequel la pre  mière opération de chauffage a été effectuée  jusqu'à une température de 1000  C, le temps  qui a été nécessaire pour amener le four à  cette température a été d'environ 250 heures.  L'opération à haute température ou de     gra-          phitage,    pendant laquelle la température a  atteint 2700  C environ, a duré environ 65  heures.  



  D'autres pièces moulées qui peuvent être  graphitées par le procédé suivant l'invention  sont les plaques de charbon pour balais de  collecteurs de moteurs, les cylindres et bar  res de redresseurs à arc à mercure et les  barres de graphite utilisées dans les bacs       électrolytiques.     



  Bien entendu et comme déjà dit, le pré  sent procédé convient aussi à la cuisson des    pièces en charbon à une température infé  rieure à celle à laquelle se produit le     grà.-          phitage.    Il est particulièrement avantageux  lorsqu'il s'agit de la cuisson de pièces à une  température supérieure à 1500  C, qu'il est  difficile ou impossible de maintenir dans un  four chauffé au gaz.

Claims (1)

1. REVENDICATION: Procédé de traitement thermique à haute température de pièces moulées en charbon, caractérisé en ce qu'on enrobe ces pièces dans une matière carbonée en grains possédant un coefficient thermique de résistance électrique négatif et dans laquelle est disposé au moins un élément auxiliaire de résistance électrique possédant un coefficient thermique de résis tance électrique positif et une résistance électrique inférieure à celle dé la matière en grains à une température inférieure à 400 C, on fait passer un courant électrique dans cet élément auxiliaire de résistance électrique et dans la matière en grains,

   de façon à chauffer à peu près uniformément la matière en grains et les pièces dans l'intervalle de tem pérature entre les limites duquel la résistance électrique de l'élément de résistance est in férieure à celle de la matière en grains, puis on continue le chauffage dans un intervalle de température entre les limites duquel la résistance électrique de l'élément de résistance est plus forte que celle de la matière en grains. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que la résistance électrique de l'élément auxiliaire de résistance électrique est plus faible que celle de la matière en as grains jusqu'à une température comprise en tre 400 et. 600 C et qu'on chauffe ladite matière en grains à une température supé rieure à 600 C en faisant passer le courant dans cet élément de résistance et dans cette 9o matière. 2. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que l'élément auxiliaire de ré sistance consiste en une grille métallique. 3.

   Procédé selon la revendication et la sous-revendication 2, caractérisé en ce que plusieurs grilles métalliques sont disposées de façon à entourer sensiblement chacune des pièces. . Procédé selon la revendication et les sous-revendieations 2 et 3, conduit dans un four électrique comportant plusieurs élec trodes et caractérisé en ce qu'on fait arriver le courant dans les grilles par des barres de connexion en graphite qui sont fixées sur les extrémités de chacune des grilles respec tives et qui sont disposées au voisinage des électrodes.