<Desc/Clms Page number 1>
FOUR A RAYONNEMENT
La présente invention concerne les fours à rayonnement, notamment ceux dans lesquels les sources de chaleur sont des élé.. ments chauffants électriques*
Dans ces fours, il est généralement nécessaire de prévoir une porte de dimensions suffisantes en vue d'additions de produits ou de traitements ou d'opérations à effectuer en cours de fusion.
La position de cette porte au-dessus du bain oblige à reporter les éléments, grille ou autre dispositif de chauffage, ci-après dénom... més "grille", à une distance de la surface de ce bain qui est au moins égale à la hauteur de la porte, ce qui conduit à augmenter . les dimensions du four et entraine une diminution de rendement- De plus, l'étanchéité absolue d'une porte portée à haute température
<Desc/Clms Page number 2>
est difficile à assurer et les rentrées d'air, qui se produisent inévitablement, sont préjudiciables à la durée des électrodes de graphite.
D'autre part, lors des opérations de chargement, les électrodes et amenées de courant en graphite sont en contact direct avec l'atmosphère. De même, pendant la période d'affinage, comme il est nécessaire de pouvoir accéder facilement à toutes les parties du bain par une ouverture de grandes dimensions, des rentrées d' air ne peuvent être évitées à ce moment, ce qui a pour conséquence de causer la combustion des électrodes.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. Elle a pour objet un four présentant les caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison a) Le four est formé de plusieurs parties séparables, qui peuvent être rapprochées pour constituer une capacité close, ou écartées ou séparées pour permettre l'accès à l'intérieur, ce four étant pourvu de moyens qui, lorsqu'on écarte les parties sépara- bles, maintiennent la continuité de la fermeture dans l'intervalle entre les parties séparées, tout en permettant de réserver des ouvertures donnant accès à l'intérieur du four pour y effectuer les opérations nécessaires.
b) Des moyens sont prévus pour admettre ou former autour des électrodes, pendant les périodes où le laboratoire n'est pas complètement isolé de l'extérieur, une atmosphère neutre ou réduc- trice pour les protéger contre l'action de l'air. c) Le nouveau four est pourvu de moyens spéciaux pour admettre des gaz neutres ou réducteurs ou produire une atmosphère neutre ou réductrice aux temps voulus.
En particulier, i comprend un dispositif spécial pour ouvrir automatiquement une arrivée de gaz ou fluide lorsqu'on soulève la voûte, par exemple pour l'affi- nage, ou opération analogue, et qui coupe automatiquement cette arrivée quand le four est fermé. d) Lorsqu'on sépare les éléments du four en vue du oharge- ment et qu'on place la voûte sur un support auxiliaire destiné à la recevoir à ce moment, l'arrivée de gaz est ouverte pendant le
<Desc/Clms Page number 3>
transport et automatiquement fermée quand la voûte vient reposer sur son support auxiliaire et forme avec celui-Ci une capacité dans laquelle les électrodes se trouvent enfermées.
e) Le four comprend divers moyens accessoires pour permettre aux parties du four d'effectuer les mouvements relatifs nécessaires dûs aux dilatations, tout en assurant aux joints une étanché. ité complète.
Grâce à ces dispositions, le nouveau four présente des avantages importants: la forme du laboratoire, la constitution et la position de la voûte ne sont pas subordonnées à l'existance de portes. Il en résulte que le four peut posséder un laboratoire de volume très réduit; en effet, aucune porte n'étant pratiquée dans les parois, la voûte peut, lorsque le four est fermé, se trouver rapprochée au maximum des matières en traitement. De même, la grille 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'inspection 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 on peut adopter une réparti... tion très étendue de la grille de chauffage au-dessus du bain car on n'a pas à se proocuper de réserver des espaces libres entre les barreaux pour permettre l'accès au bain.
De plus, grâce aux moyens qui assurent la continuité de la fermeture lors de l'écartement des éléments séparables, on peut avoir, à ce moment, un très 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 produiraient dans ce cas dans les fours ordinaires.
La réduction des dimensions du laboratoire, et par suite du volume de l'atmosphère 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 fonctionnement l'attaque des électrodes est négligeable et qu'il suffit d'admettre ou de produire l'atmosphère de protection, selon l'invention, seulement lorsqu'il est néces-
<Desc/Clms Page number 4>
saire d'accéder dans le four.
Dans le cas d'une admission de gaz neutres ou réducteurs, celle-ci n'ayant lieu qu'à des périodes de durée réduite, peut être alors assez abondante pour assurer une protection très efficace des électrodes sans conduire à une dépense excessive.
L'efficacité de l'action des gaz ou de l'atmosphère est au surplus d'autant plus grande que ceux-ci sont maintenus au voisinage des électrodes et ne peuvent se répandre trop rapidement à l'extérieur. A ce point de vue, la combinaison des moyens assurant la continuité de la fermeture du four et de l'admission de gaz ou de formation de l'atmosphère est particulièrement avantageuse pour l'efficacité de la protection des électrodes.
Un mode de réalisation préféré de l'objet de l'invention est représenté, mais à titre d'exemple seulement, dans le dessin annexé, dans lequel :
La fig.l est une vue en élévation d'un four établi suivant le principe de l'invention.
La fig.2 est une vue de cote correspondante, avec arrachement et partie en coupe.
La fig.3 est une coupe verticale.
La fig.4 montre en élévation un support pour recevoir la voûte quand elle est séparée du reste du four.
La fig.5 est un plan partiel correspondant à la fig.4.
Les fige.6 et 7 montrent, à plue grande échelle, le détail de la voûte, la fig.6 étant une vue partie en élévation et partie en coupe verticale et la fig.7 une vue partie en plan et partie en coupe suivant VII-VII de la fig.6.
La fig.8 est une coupe à plus grande échelle d'une amenée de courant.
Comme on le voit sur ce dessin, en particulier dans la fig.3, le nouveau four comprend une base B et une voûte V, qui sont séparables et qui constituent les éléments fondamentaux du four.
La base du four est constituée par une sole réfractaire 1, 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
<Desc/Clms Page number 5>
bord supérieur de la cuve porte sur tout son pourtour une rigole 4, destinée à recevoir un bain de sable, ou tout autre joint plastique, et à servir de logement pour un rebord inférieur correspondant 5 de la voûte, assurant ainsi l'étanchéité en cours de fusion.
Le beo de coulée 6 est disposé dans l'axe du four et son canal 7 incliné, bouché en cours de fusion, aboutit au-dessus du bain.
La voûte, dont les dispositions particulières seront déorites plus loin, comporte des prises de courant 8 et 9 et des élec- trodes 10, constituées par des tiges disposées parallèlement, ici au nombre de trois. Elles peuvent , selon les cas, être alimentées en courant monophasé et couplées en série ou en parallèle, ou bien alimentées en triphasé et montées en étoile ou en triangle ou suivant toute autre combinaison.
A la partie inférieure de la voûte et sur tout le pourtour est fixée une rampe tubulaire 11, percée avantageusement de nombreux trous 12 (figs.2 et 3), sur les deux grands côtés. Elle est en communication avec des tubulures extérieures 13, figs.l et 2, reliées à une prise de gaz neutre ou réducteur ou 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 botte 15 contenant une soupape normalement fermée par l'effet d'un poussoir 16 rencontrant une butée 16a fixée sur le bord de la cuve, lorsque la voûte est en place sur la cuve. Le fait de soulever la voûte provoque l'ouverture de la soupape et l'arrivée de gaz dans la rampe 11.
L'agencement est tel que, lorsque la voûte est en place, la rampe 11 est isolée du laboratoire du four et par suite pratiquement soustraite aux actions calorifiques. En effet, à ce moment, la partie supérieure du garnissage réfractaire de la cuve vient rejoindrele garnissage de la voûte et forme ainsi écran devant la rampe.
Extérieurement à la cuve, figs.l et 2, est disposée une tôle calorifugée 17, qui, dans l'exemple, épouse la forme de la cuve
<Desc/Clms Page number 6>
sur trois cotés et est articulée sur deux axes 18 solidaires de la cuve. La partie avant de cette tôle porte une échancrure limitée par le contour 17a, fig.2. Normalement la tôle 17 est libre et repose par exemple en cet endroit sur les deux goujons 19, mais elle peut être rendue solidaire de tout déplacement en hauteur de la voûte par un clabot 20, figs.l et 2.
L'équipement du four est complété par deux rails circulaires 21 fixés sur la cuve. Ceux-ci peuvent rouler sur des galets 22, supportés par un châssis 23, lequel est articulé sur un axe 26 supporté par des paliers 26 scellés sur un bâti 27.
En position normale de fusion, la voûte repose sur la cuve, comme indiqué en traits pleins dans les figs.l et 2. Le beo de coulée étant couché, le four est absolument étanches Au cours de l'opération, l'ensemble est animé d'un mouvement d'oscillation par exemple au moyen des rails 21, entraînés par les galets 22 qui, à cet effet, sont rendus moteurs, étant actionnés par un mécanisme quelconque approprié, non représenté. L'amplitude 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'additions de produits, l'accès au bain est rendu possible par le soulèvement de la voûte, c'est à dire de son avant 'dans l'exemple illustré. A cet effet, la voûte est articulée à l'arrière par un axe 24 reposant sur un demi-coussinet 24a de la cuve. Au préalable, la manoeuvre du clabot 20 a rendu la tôle 17 solidaire de la voûte (fig.2) ; en fin de course, la voûte occupe la position Vl, indiquée en pointillé (fige-1 & 2) ,et la tôle 17, qui l'a suivie, prend la position correspondante obturant les deux grands côtés du four, mais lais- sant apparaître à l'avant une ouverture limitée en 28 par les trois cotés de l'échancrure et le bord supérieur de la cuve.
Lorsque l'on soulève la voûte, le poussoir 16 de la soupa- pe contenue dans la botte 15 a ét6 libéré, provoquant dans la rampe 11 l'arrivée du gaz neutre ou réducteur ou du gaz combusti- ble qui s'enflamme et vient former une nappe réductrice immédiate-
<Desc/Clms Page number 7>
ment au-dessous des électrodes portées par la. voûte et empêche toute oxydation de celles-ci aussi longtemps que la voûte reste soulevée.
L'opération de coulée est pratiquée, lorsque la voûte repose normalement sur la cuve, par basculement de l'ensemble châssisfour autour de l'axe 25. Il suffit, par exemple, par un moyen mécanique ou électrique non figuré, de soulever le châssis 23 par un effort de bas en haut appliqué en 29.
Pour procéder à un nouveau chargement, la voûte est normalement complètement soulevée¯de la cuve et elle est transportée, par des moyens mécaniques appropriés non figurés, sur le support représenté fige.4 et 5. L'enlèvement de la voûte découvre ainsi entièrement la sole. La séparation de la voûte de la cuve a immédiatement pour effet d'admettre du gaz neutre ou réducteur ou de faire jaillir les flammes réductrices par la rampe 11 jusqu'au moment où la dite voûte est posée sur le support.
Le support montré figs.4 et 5, en principe placé à hauteur de la cuve, se compose d'une cuvette rectangulaire en tôle 30, remplie de calorifuge réfractaire, notamment en poudre, posée sur des pieds 31. 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. Le poussoir 16, qui vient buter sur le rebord de la rigole 32, est soulevé et vient obturer l'arrivée de gaz.
Les figs. 6 et 7 représentent des détails particuliers de la voûte étanche, les électrodes n'étant pas figurées. Cette voû- te est formée par un assemblage de¯briques réfractaires 32a, main- tenues par un,cadra 33, formé de quatre fers U assemblés à 45 par des boulons 34 transmettant leur effort aux¯¯fers par l'intermédiai- re de ressorts 36. Les quatre côtés du cadre sont soudés en 36 à un couvercle métallique 37 portant, suivant ses quatre diagonales, des plis formant soufflets de dilatation 38, se prolongeant jus- qu'au niveau inférieur de la voûte et soudés en 36a sur le cadre.
La partie centrale du couvercle 37 est évidée pour donner accès à l'intérieur du couvercle afin de vérifier ou réparer le garnissage
<Desc/Clms Page number 8>
réfractaire de la voûte. L'ouverture est fermée par un volet 39.
Celui-ci étant 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 agrafes-ressorts 41, empêchent toute entrée d'air par les trous de passage des boulons.
La fig.8 représente le détail des prises de courant 8, fig.
1, qui sont disposées de manière à être étanches et capables d'absorber les dilatations ou contractions de l'électrode associée.
Dans un c8té 42 du cadre 33 de la voûte, sont percés des trous pour le passage de pièces de graphite 43 traversant l'épaisseur du garnissage réfractaire de la voûte et sur les extrémités desquelles s'appuient les électrodes 10, fig.3.
Sur l'élément de cadre 42, 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 respectivement à l'une et l'autre de ces pièces. 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 60. La cosse 51, reliée au câble du circuit, vient prendre contact avec la pièce 46 par un cône 52.
L'ensemble de ces deux pièces 46-61 est maintenu toujours serré et est toujours sollicité vers l'électrode par l'action d'un ressort 52a s'appuyant , d'une part sur un isolant 53, d'autre part sur une vis de réglage 54 et une pièce 55 formant écrou, cette dernière étant reliée au cadre 42 par des tiges non figurées.
Un montage étanche, qui peut être de principe analogue à celui qui vient d'être décrit, ou un montage rigide, est prévu à l'extrémité opposée 9 (fig.3) de chaque électrode.
Les dispositions ci-dessus ne sont données qu'à titre d'exemple. Notamment.le déplacement de.la voûte pourrait être directement vertical, et la tôle 17 prolongée sur tout le ppurtour du four sans rien changer au principe de l'invention; en
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
outre tous les détails d'exécution, les formes, o..MojuM.Lc 1- 41 matériaux employés pourront varier dans tous les cas sans s'écar- ter de ses limites.