Brevet FR2023835A1 — publié le 19700821

La présente invention concerne les fours électriques à acier, et notam- ment les installations pour l'élaboration de lingots par refusion,sous laitier électroconducteur,d'une ou de plusieurs électrodes consommables. L'invention peut être appliquée avec succès pour l'élaboration de lingots de qualité pesant 100 à 200 t et même plus. La refusion des électrodes sous laitier électroconducteur est réalisée dans des installations comportant une lingotière limitée à la partie inférieure par une plaque de fond, amorce ou mannequin, des porte-électrodes et une source de courant, à laquelle sont connectées les électrodes et la lingotière et, dans certains cas, la plaque de fond. Pour conduire le processus on réalise dans la lingotière un bain de laitier dans ns lequel on plonge les extrémités inférieures des é lectrodes. Quand le courant circule à travers les électrodes et le bain de laitier, il se dégage dans ledit bain de la chaleur en quantité suffisante pour fondre les électrodes 3 les gouttes de létal fondu descendent dans la lingotière m y fermant le lingot. Il le cas @ù la section de l'électrode à refondre ou 1 section totale des électrodes A refondre sinultanésent est netablement plus petite que la section de l'enceinte de la lingotière, la refus ion est conduite par avancement des élec- trodes dans le bain du laitier au fur et à mesure de leur fusion, la plaque de fond restant fixe. De ce fait, les installations connues (brevet anglais n 919 583) étaient dotées d'un système moteur pour le déplacement du porte-électrodes avec les électrodes. Mais, quand le poids des électrodes croit, ce système moteur devient très compliqué. Ea outre, jusqu l'achèvement de la refusion, la partie élaborée du lingot se trouve dans la lingotière et s'y refroidit fortement, ce qui peut être la cause d'une fissuration de la partie inférieure du lingot, surtout dans le cas d'é laboration de lingots de poids important. C'est pourquoi on a cherché b abaisser l'évacuation des calories à la surface du lingot en cours d'élaboration, en utilisant des installations (brevet sanglais n01 103 350) équipées de systèmes moteurs pour le déplacement simultané à contresens de la lingotière et des électrodes, la plaque de fond restant elle immo- bile. La partie inférieure découverte du lingot se trouvant sur la plaque de fond peut être calorifugée pour prévenir sa fissuration. La présence de deux systèmes moteurs, surtout dans le cas de refusion d'électrodes de poids important, complique notablement l'application de telles installations. On connaît aussi des installations (brevet belge n 711 199), permettant de refondre une ou plusieurs électrodes ayant une section proche de la section de l'enceinte de la lingotière t dans Ces installations la lingotière et les électro- des restent fixes pendant la refusion.Cela est rendu possible grâce à la différence insignifiante entre les sections de l'enceinte de la lingotière et des électrodes à refondre, ainsi qu'à l'appoint fait au bain de laitier dans la lingotière au cours de la refus ion, appoint qui était réalisé en chargeant dans la lingotière une quantité additionnelle de laitier.Bien que dans ce cas on puisse obtenir des lingots de poids plus grand, le calorifugeage du lingot au cours de la refusion était impossible Le but de l'invention est de créer une installation améliorée pour l'élaboration de lingots, dans laquelle la forme de la lingotière permette de refondre des électrodes sans les déplacer par rapport à la plaque de fond et dans laquelle il soit possible de calorifuger la partie inférieure du lingot au cours de son élaboration. L'invention a donc pour objet une installation pour l'élaboration de lingots, par refusion sous laitier électroconducteur d'une ou de plusieurs électrodes fixées dans un porte-électrodes /et plongees par leur extrémités inférieures dans un bain de laitier, qui est réalisée dans une lingotière placée sur une plaque de fond et accouplée à un mécanis- ne déplaçant la lingotière en montée au cours de la refus ion des électrodes. Sui- vant l'invention, la lingotière possède à sa partie supérieure un évasement destiré au bain de laitior, et la section de an partie inférieure, dans laquelle se forme le lingot, est égale à 0,8 - 1,2 fois la section de l'électrode à refondre ou la section totale des électrodes à refondre simultanément, le porte-électrodes et la plaque do fond restant fixes pendant la refusion. Pour retenir le bain do laitier dans l'évasement de la lingotière, la pla- que de fond comporte un élémant saillant vertical qui s'engage dans la partie in- fárienzo do - la lingotière et forme avec ma face le fond dudit évasement; la hauteur de l'élément saillant est un peu plus petita que la hauteur de la partit inférieure de la lingotière dans laquelle se forme le lingot. L'invention présente une série d'avantages. La présence d'un évasement à la partie supérieure de la lingetière permet de refondre des électrodes de section plus inportante, ayant une section droite plus grande que celle du lingot à élaborer, et une longueur inférieure à la hauteur du lingot. Olpeut dans ce cas employer des électrodes ayant un rapport longueur/dia@è- tre plus petit, qui, co@@e on le sait, sont plus faciles à fabriquer.En outre, dans le cas d'un brancnement triphasé de trois électrodes à la source de courant, on peut électrodes @ aug@enter la PGolDPa @ @t a@@liorer leur isolement dans le porte-électrodes. L'invention va être expliquée par un exemple de réalisation, en se référant aux dessins annexés sur lesquels : la Big. 1, représente une installation suivant l'invention@après coulée du laitier dans la lingotière la Pig. 2, représente la même installation pendant la refusioe des électrodes; la Pig. 3, représente la meme installation, vue de dessus. L'installation proposée, comme le montrent les Fig. 1 à 3, comporte plusieurs colonnes porteuses 1, reliées à la partie supérieure par un cadre 2 avec une ouver- ture centrale 3 qui est fermée par une plaque amovible 4. La plaque 4 est dotée de porte-électrodes 5 pour les électrodes 6. Sur le côté extérieur du cadre 2 sont fixées des amenées de courant 7 isolées les unes des autres, et au dos de la plaque 4 sont fixées des prises de courant 8-raccordées par des barres conductrices 9 à la source de courant 10. Le nombre d'amenées de courant 7 et de prises de courant 8 est déterminé par le nombre de porte-électrodes 5 Sur les colonnes 1 est montée une traverse 12 mobile verticalement, actionnée à l'aide de l'organe moteur 11.La traverse 12 porte la lingotière 1) aui est située en regard de l'ouverture 3, au-dessous du cadre 2. Avant le commencement de la refusion, la lingotière 13 est placée sur la plaque de fond 14 qui est amenée en position à 11 aide du chariot 15. La lingotière 13 possède à sa partie supérieure un évasement 16 pour le bain de laitier 17, dans lequel sont plongés les bouts inférieurs des électrodes 6. La section intérieure de la partie inférieure 18 de la lingotière, dans laquelle se forme le lingot 19, est égale à 0,8 - 1,2 fois la section d'une électrode ou la section totale des électrodes refondues simultanément. Une telle proportion des sections de la partie inférieure 18 de la lingotière 13 et des électrodes 6 crée les conditions nécessaires pour la conduite du processus avec électrodes et plaque de fond fixes. Le déroulement du processus est le plus stable quand la section de l'électrode ou des électrodes est égale à la section du lingot à élaborer. Dans ce cas, la hauteur du lingot à élaborer est égale à la longueur des électrodes à refondre et le processus se déroule à profondeur constante du bain de laitier. Sur la plaque de fond 14 il y a un élément saillant vertical 20 qui s'enga- ge dans la partie inférieure 18 de la lingotière 13, en constituant avec sa face 21 le fond dudit évasement 36 ; la hauteur de l'élément 20 est un peu plus petite que celle de la partie inférieure 18, afin que l'élaboration du lingot commence plus bas que l'évasement 16 et que la lingotière 13 puisse remonter sans entrave au cours de la refusion des électrodes 6. Au cours de la refus ion des électrodes 6, on peut placer autour de la surface inférieure découverte du lingot 19 élaboré un écran calorifuge 22, afin de diminuer l'évacuation de calories à la surface du lingot 19, ce qui Dréviendra son refroidissement rapide et Sa fissuration. L'installation fonctionne de la façon suivante Lors de la préparation à la refusion, on amène le chariot 15 avec la plaque de fond 14 en retard de l'ouverture 3 du cadre 2 et, par dénlacement de la traverse 12 on pose la lingotière 13 sur la plaque de fond 14, de telle façon que son élément saillant 20 entre dans la partie inférieure 18 de la lingotière 13. Les électrodes 6 à refondre sont fixées dans les Dorte-électrDdes 5 de la plaque 4 et, ensemble avec cette plaque, elles sont placées dans l'ouverture 3 du cadre 2 ; il s'ensuit que les amenées de courant 7 sont mises en contact avec les prises de courant 8. Les extrémités inférieures des électrodes 6 doivent se placer dans l'évasement 16 de la lingotière 13, sans la toucher. Ceci fait on coule le laitier dans la lingotière 13, soit en source par un trou (non montré) de la plaque de fond 14, soit en chute, mais de telle façon que les bouts inférieurs des électrodes 6 se trouvent plongés dans le bain de laitier 17, puis on branche 1 'instal- lation à la source de courant 10. Les gouttes de métal fondu se détachant des électrodes 6 tombent dans la partie inférieure 18 de la lingotière en y formant peu à peu le lingot 19. bu fur et à mesure de la fusion des électrodes et de la diminution de l'intensité du courant circulant dans le bain de laitier 17, la lingotière 13 est remontée, tandis que le lingot 19 reste sur la plaque de fond 14. La partie inférieure découverte du lingot 19 est calorifugée par mise en place d'un écran calorifuge 22, La con w mmation de laitier pour la formation de la croûte de scorie à la surface du lingot peut être compensée par addition de flux solide au bain de laitier 17 au coura de la refusion. Après élaboration du lingot 19 on énoue le laitier de la lingotière 13, puis on remonte la lingotière jusqu'à ce qu'elle dégage complètenent le lingot 19. Ensuite, on retire la plaque de fond 14 ensemble avec le lingot par roulage du chariot 15. L'installation, suivant l'invention, peut fonctionner avec une, deux ou trois électrodes connectées de diverses façons à la source de courant 10. De la sorte,dans 11 installation proposée, au cours de la refusion, seuls est mobile la lingotière 13, dont le poids, dans le cas d'élaboration de lingots de poids important, est peu élevé, aussi son déplacement ne nécessite-t-il qu'un système moteur de petite puissance, ce qui donne un avantage suppUmentaire à 1' invention. 1 @ R E V E N D I C A T I O N S . 1.- Installation pour/élaboration de lingots par refusion sous laitier élec- troconducteur d'une ou de plusieurs électrodes consommables fixées dans un perte- électrodes et plongées par leurs extrémités inférieures dans un bain de laitier réalisé dans la lingotière, laquelle est placée sur une plaque de fond et est accouplée à un mécanisme la déplaçant en montée au cours de la refusion des électrodes, caractérisée en ce que la lingotière (13) possède à sa partie supérieure un évasement (16) pour le bain de laitier (17), la section intérieure de la partie inférieure (18) de la lingotière formant le lingot (19) est égale à 0,8 - 1,2 fois la seetiba de l'électrode à refondre (6) ou la section totale deÈ électrodes (6) à refondra simultanément, et que le porte-électrodes (5) et la plaque de fond (14) restent fixes au cours de la refusion. 2.- Installation suint la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque de fend (14) comporte un élément (20) saillant vertical qui s'e'ggae dans la partie inférieure (18) de la lingotière (13) , la face (21) de cet élément constitué le fond de l'évasement (16) et la hauteur de l'élément saillant (20) est un peu plus petite que la hauteur de la partie (18) de la lingotière (13) dans laquelle se fame le lingot (19).