Brevet FR2009786A1 — publié le 19700206

La présente invention concerne un procédé d*exploitation d'un four électrique polyphasé, en particulier d'un four réducteur triphasé, dans lequel on maintient presque constante l'intensité du courant du four pour une puissance absorbée pra-5 tiquement constante. La puissance absorbée des fours électriques polyphasés est selon l'équation N » f (U^, R) une foncllon de la tension appliquée au four et de la résistance du produit de la réaction dans le four. De môme, l'intensité du courant d'utilisation des 10 fours de ce type est selon l'équation I « f (U, R) une fonction de la tension appliquée au four et de la résistance du produit de la réaction dans le four. Parmi les grandeurs ci-dessus, à savoir la puissance, l'intensité du courant, la tension et la résistance, on ne peut choisir librement que deux grandeurs, ce qui permet 15 de déterminer rigoureusement les deux autres • A des fins utiles on choisit comme variables indépendantes la puissance et l'intensité du courant. Il est de plus techniquement judicieux d'associer une grandeur réglée seulement, à une grandeur de référence, par exemple la tension à la puissance 20 et la résistance & l'intensité du courant ou la tension à l'intensité du courant et la résistance à la puissance. On doit traiter .dans chaque cas la variable comme une grandeur perturbatrice. Pour une intensité de courant maintenue constante, la tension appliquée en four comme grandeur perturbatrice varie seu-25 lement dans le cadre du programme de conduite du four. D'autre part, la résistance du produit de la réaction dans le four est perturbée par des facteurs externes arbitraires, comme par exemple la charge, la percée, le déplacement des électrodes et analogues, ainsi que par des phénomènes internes non prévisibles, comme par 30 exemple des circulations de matière et de gaz, de même que par des variations de température et des changements d'état du produit de la réaction. Dans le cas d'un procédé connu d'exploitation de fours électriques polyphasés selon la technique citée au début, on opère 35 selon l'équation : R-!i. q \J 69 17913 2009786 2. ' en réglant l'impédance de manière à compenser les variations de la résistance spécifique du minerai et des fondants ) par des variations produisant des effets inverses quant à la distance ; h entre les électrodes et le fond du four. De cette manière, on 5 maintient pratiquement constante la résistance ohmique du produit de la réaction dans le foar, ce qui a forcément pour conséquence également d'entraîner une intensité de courikt constante pour une tension constante» On compense aussi les variations de la résistance ohmique du produit de la réaction dans le four par des variations 10 de la trajectoire du courant* Be plus, il est nécessaire d'élever et d'abaisser de manière permanente les électrodes conformément aux conditions électriques qui régnent précisément dans le four. Pour réaliser des mouvements d'élévation et d'abaissement de ce type des électrodes, il faut utiliser des treuils de levage 15 coûteux. Ainsi, il est nécessaire pour avoir une étanchéité sûre du four par rapport aux électrodes d'utiliser des porte-électrode de conception compliquée qui ne peuvent se déplacer avec les électrodes, ainsi que des presses-étoupes. Des porte-électrode de 20 ce type entraînent souvent d'importantes perturbations en cours de fonctionnement. Un autre inconvénient du mode opératoire connu 2-êside en cm qu'il faut utiliser des conduites flexibles aboutis- ? sant aux électrodes (conducteurs, tuyauteries de réfrigération et . fils de mesure}. 25 Par contre, 1*invention a pour objet un procédé d'ex ploitation d'un four électrique polyphasé ne présentant pas les inconvénients ci-dessus et. conçu plutôt de telle manière que l'on , peut supprimer les mouvements d'élévation et d'abaissement permanents des électrodes. On arrive pratiquement selon l'invention 30 à ce résultat en maintenant presque constante, pendant la variation de la résistance du minerai et des fondants, l'intensité du courant par la variation de la tension qui s'oppose à la variation de la résistance. Cette opération peut être réalisée à la main par un opérateur installé sur un poste de contrôle convenable. On obtient 35 de cette manière un procédé d'exploitation d'un four électrique polyphasé qui satisfait pleinement à l'objectif ci-dessus de l'invention. En particulier, on réduit grandement l'importance du système mécanique qui était jusqu'à présent nécessaire pour bad original 69 17913 2009786 3 déplacer les lourdes électrodes avec rapidité et précision. On peut réaliser des conducteurs et des conduites d'eau rigides ayant des dimensions plus petites; on réduit ainsi la réactance du four. Il s'ajoute à cela que la réaction qui se développe dans le four 5 devient plus calme, et que, dans ces conditions on n'a pas en permanence de mouvements d'élévation et d'abaissement des électrodes qui sont précisément causés par les perturbations qui se produisent au cours de la réaction dans le four et les électrodes ne se trouvent plus par la suite constamment réajustées en fonction 10 de leur consommation. De plus, le système régulateur pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus selon l'invention se caractérise par les points suivants : du fait des différences entre les valeurs réelle et théorique de la puissance du four, on doit modifier par l'inter-15 médiaire de régulateurs par tout ou rien les valeurs théoriques des courants d'électrodes dans des régulateurs intégraux; on doit comparer les valeurs théoriques modifiées des courants d'électrodes dans d'autres régulateurs par tout ou rien aux valeurs réelles des courants d'électrodes; du fait des différences entre les valeurs 20 théoriques modifiées et les valeurs réelles des courants d'électrodes, on doit donner des ordres de réglage aux commandes de commutateurs de charge des phases voisines de chacune des électrodes du transformateur du four. Le dispositif se caractérise également par les points suivants : dans d'autres régulateurs, on doit 25 établir les différences à partir des valeurs réelles des courants d'électrodes qui traversent chaque électrode et les électrodes situées de part et d'autre de cette dernière, et d'autres régulateurs permettent le relâchement seulement de la commandé de commutateur de charge dont le commutateur agit simultanément avec 30 la phase du transformateur du four qui se trouve entre les deux électrodes présentant la plus faible différence de courant. On obtient de cette manière un dispositif de réglage qui permet la mise en oeuvre automatique du nouveau procédé. D'autres objets et avantages de l'invention seront 35 mieux compris à l'aide de la description "qui va suivre et des dessins annexés, dans lesquels ï 69 17913 4 2009786 La figure 1 représente le montage d'un four triphasé» et la figure 2 représente le montage d'ensemble du système régulateur pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. 5 La figure 1 montre un exemple de montage d'un four triphasé. Les électrodes 1, 2 et 3 sont réparties au-dessus des transformateurs 7, 8 et 9 munis des commutateurs de charge 4, 5, 6; les transformateurs sont sous tension et reliés au réseau triphasé R, S, T. Quant aux transformateurs 7» Ô et 9, il ne 10 s'agit pas nécessairement de plusieurs appareils monophasés accouplés & ùn ensemble triphasé; il est au contraire parfaitement possible de monter un transformateur triphasé de manière que chacune de ses phases se trouve entre deux électrodes. La figure 2 représente le montage d'ensemble du système 15 régulateur qui permet de maintenir, de manière automatique, pratiquement constante, pendant la variation de la résistance du minerai et des fondants à l'intérieur du four, l'intensité du courant par la variation de la tension qui s'oppose à la variation de la résistance. Les régulateurs utilisés comme éléments de réglage A, B, G, 20 D et Ë sont de type bien connu; ils ne sont pas visés par l'invention qui concerne plutôt l'agencement de l'ensemble des régulateurs. Dans le cas d'une différence entre la valeur réelle de la puissance Rr et la valeur théorique recherchée de la puissance ^ths régulateur Par tout ou rien A modifie la valeur théorique 25 du courant d'électrode 1^ dans le régulateur intégral B. La valeur théorique modifiée du courant d'électrode 1^ est comparée aussi bien dans le régulateur par tout ou rien à la valeur réelle du courant d'électrode 1^ qui traverse l'électrode I que .dans le régulateur par tout ou rien C2 à la valeur réelle du courant 30 d'électrode qui traverse l'électrode 2 et que dans le régulateur par tout ou rien à la valeur réelle du courant 1^ qui traverse l'électrode 3. En se basant sur la comparaison effectuée des valeurs de courant, on obtient un ordre de réglage dans chacun dés trois 35 régulateurs C^, C2 et G3e ordre dé réglage obtenu dans le régulateur par tout ou rien agit sur la commande de commutateur de charge 4 et sur la commande de commutateur de charge 6. Cette opération est nécessaire parce qu'il n'est pas encore certain que bad original 69 17913 5 2009786 1*011 doive modifier la tension ou la tension et également que la commande de commutateur de charge 4 ou la commande de commutateur de charge 6 doive commencer à fonctionner. C'est-à-dire que l'on doit modifier seulement la tension dont les courants 5 associés s'écartent le moins les uns des autres. Il en est de même pour les ordres de réglage des régulateurs par tout ou rien C2 .et C^. L'ordre de réglage du régulateur par tout ou rien C2 agit également sur la commande de commutateur de charge 4 et sur la commande de commutateur de charge 5. De la mâme manière, l'ordre 10 de réglage du régulateur par tout ou rien C^ agit sur la commande de régulateur de charge 5 et sur la commande de régulateur de charge 6. Dans le régulateur D^, on compare la valeur réelle du courant 1^ qui traverse l'électrode 1 à la valeur réelle du 15 courant Ir2 qui traverse l'électrode 2, dans le régulateur D2, . on compare la valeur réelle du courant Ir2 qui traverse l'électrode 2 à la valeur réelle du courant 1^ qui traverse l'électrode 3, et dans le régulateur D^, on compare la valeur réelle du courant Ip2 qui traverse l'électrode 3 à la valeur réelle du courant 20 qui traverse l'électrode 1. D'après cela, on compare dans le régulateur la valeur absolue de la différence I^-I^ constatée dans le régulateur D^ à la valeur absolue de la différence Ir2 - Ir.j constatée dans le régulateur D^, qui a pour but de déterminer la plus grande des deux valeurs. Dans le cas où la valeur 25 absolue de la différence 1^ - Ir2 est inférieure à la valeur absolue de la différence 1^ — Ir-j, on obtient l'ordre de relâchement de la commande de commutateur de charge 4* Dans le cas également où la valeur absolue de la différence 1^ - Ir-j est inférieure à la valeur absolue de la différence 1^ - Ir2, on obtient l'ordre de 30 relâchement de la commande de commutateur de charge 6. Il en est de même pour les autres régulateurs. On contrôle dans le régulateur E2 la valeur absolue de la différence Ir_j - Ir2 constatée dans le régulateur D^ avec celle de la différence Ir2 - 1^ constatée dans le régulateur D2. Dans le cas où la 35 valeur absolue de la différence Ir2 - 1^ est supérieure à celle de la différence Ir^ - Ir2, on obtient l'ordre de relâchement de la commande de commutateur de charge 4« Dans le cas également où la valeur absolue de la différence 1^ - Ir2" est supérieure â celle 69 17913 2009786 6 ' de la différence Ir2 - 1^, on obtient l'ordre de relâchement de la commande de commutateur de charge 5. Il se produit la même chose dans le régulateur E^. On compare dans le régulateur la différence 1^ - 1^ consta-5 tée dans le régulateur & la différence 1^ - 1^ constatée dans le régulateur Il en est de même dans le cas où la valeur absolue de la différence 1^ - Ir-j est supérieure à celle de la différence 1^ - 1^; dans ces conditions on obtient l'ordre de relâchement de la commande de commutateur de charge 6,alors que 10 dans le cas où la valsur absolue de la différence 1^ - Ir^ est supérieure à celle de la différence 1^ - 1^, on obtient l'ordre de relâchement de la commande de commutateur de charge 5. 69 17913 ? 2009786 REVENDICATIONS 1. Procédé d'exploitation d'un four électrique polyphasé, en particulier d'un four réducteur triphasé, l'intensité du courant du four étant maintenue presque constante pour une puissance absorbée pratiquement constante, ledit procédé étant caractérisé en ce 5 que, au cours de la variation de la résistance du minerai et des fondants, on maintient pratiquement constante l'intensité du courant par la variation de la tension qui s'oppose à la variation de la résistance. 2. Système régulateur pour la mise en oeuvre du procédé 10 selon la revendication 1, ledit système étant caractérisé en ce que, dans le cas de différences entre la valeur réelle et la valeur théorique de la puissance du four, on doit faire varier, par l'intermédiaire d'un régulateur par tout ou rien, les valeurs théoriques des courants d'électrodes dans un régulateur intégral, 15 on doit comparer les valeurs théoriques modifiées des courants d'électrodes dans d'autres régulateurs par tout ou rien aux valeurs réelles des courants d'électrodes, dans le cas de différences entre les valeurs théoriques modifiées et les valeurs réelles des courants d'électrodes, on doit donner des ordres de réglage aux 20 commandes de commutateurs de charge des phases voisines de chacune des électrodes du transformateur du four, et dans d'autres régulateurs, on doit établir les différences à partir des valeurs réelles des courants d'électrodes qui traversent chaque électrode et les électrodes voisines situées de part et d'autres de cette dernière, 25 et on obtient par l'intermédiaire d'autres régulateurs le relâchement seulement de la commande du commutateur de charge, dont le commutateur agit simultanément avec la phase du transformateur du four, qui se trouve entre les deux électrodes présentant la plus faible différence de courant.