Brevet FR2099468A1 — publié le 19720317

la présente invention concerne un dispositif de refusion électrique sous laitier pour la fabrication de lingots de métal, constitué d'au moins deux porte-électrodes coulissant dans le sens vertical, raccordés ou pouvant être raccordés alternativement à un seul 5 et mfene transformateur, ainsi que d'une lingotière en métal refroidi disposée dans la zone de travail d'au moins un porte-électrode et d'un fond de lingotière refroidi. En général les dispositifs de refusion électrique sous laitier se composent seulement d'un transformateur, d'un bras support d'é-10 lectrode avec porte-électrode coulissant le long d'une colonne, d'une lingotière en métal refroidie,, d'un fond de lingotière refroidi et de câbles électriques qui relient le transformateur à l'électrode de refusion et au fond de lingotière. Au début de l'opération de refusion un arc électrique se forme entre 1'électrode de refusion -g et une plaque en matériau approprié se trouvant sur le fond de lingotière, et on ajoute du laitier en grains et préalablement fondu de sorte qu'il se forme un bain de laitier. Mais pendant la fusion du laitier, l'électrode eoiamence également à fondre. C'est pourquoi, surtout lorsqu'il s'agit de lingotiè-20 res de grand diamètre, la base du lingot est fortement souillée par du laitier n'ayant pas fondu et une partie importante ne peut être utilisée pour des traitaient s ultérieurs. Pour éviter ces inconvénients on sait faire subir une fusion préalable au laitier dans un four de fusion de laitier particulier 25 et couler le laitier liquide dans la lingotière soit d'en haut soit, comme pour la coulée en source, d'en bas, par des canaux prévus dans la plaque de base, et on commence ensuite l'opération de refusion. Mais ce procédé a pour inconvénient particulier de nécessiter pour sa mise en oeuvre un four de fusion de laitier particu-30 lier. Il a de plus été proposé, dans un dispositif de refusion électrique sous laitier du type décrit au début,, de faire fondre d'abord le laitier dans la lingotière avec une électrode non consommable puis d'amener la lingotière sous l'électrode fusible et de com-35 mencer ainsi l'opération de refusion. Ce procédé est mis en oeuvre avec un dispositif qui comporte deux colonnes ayant chacune un bras support d'électrode et un porte-électrode, une électrode non consommable étant suspendue dans l'un des bras supports et l'électrode de refusion étant suspendue dans l'autre bras support. Les deux élec-40 trodes sont connectées au transformateur de l'installation. La lin- 71 26306 2 2099468 gotière est disposée sur tui chariot et peut se déplacer entre les deux électrodes. Mais on peut également mettre en oeuvre ce procédé avec un dispositif qui n'est équipé que d'une colonne et d'un bras support d'électrode, les deux électrodes étant suspendues l'une à 5 côté de l'autre dans le même bras support. Dans ce cas également la lingotière se trouve d'abord, pour faire fondre le laitier, sous l'électrode non consommable et est ensuite poussée sous l'électrode de fusion. Certes, ce procédé évite un four de fusion de laitier particu-•jO lier mais il a pour inconvénient que la fusion du laitier dure très longtemps et n'est possible que de façon incomplète lorsqu'on utilise des lingotières de grand diamètre et des électrodes non consommables relativement minces. la présente invention permet d'éviter les inconvénients des pro-•J5 cédés et dispositifs connus. Ce résultat est obtenu avec un dispositif de refusion sous laitier électrique du type décrit au début grâce à un récipient de fusion.de laitier à parois métalliques refroidies et à section transversale de surface inférieure à celle de la lingotière disposé dans la zone de travail d'au moins un porte-élec— 20 trode, ainsi que grâce à un dispositif permettant de faire passer le laitier liquide du récipient de fusion de laitier dans la lingotière. Pour pouvoir obtenir avec un seul récipient de fusion de laitier différentes quantités de laitier dans des conditions favorables^ 25 il est prévu suivant un développement de l'invention que ses parois métalliques refroidies ne sont pas verticales mais de forme conique, la surface de la section transversale du récipient de fusion de laitier étant plus grande en haut qu'en bas. Pour diminuer les pertes par rayonnement lors de la fusion du 30 laitier le récipient de fusion de laitier est muni de préférence d1 un couvercle en pierres réfractaires avec un orifice pour l'électrode. Le fond ou le foyer du récipient de fusion de laitier peut de façon connue en soi être fait en pisé réfractaire damé au carbone, 35 le pied des parois métalliques refroidies reposant entièrement ou en partie sur le bord extérieur de la couche de pisé réfractaire au carbone. Le dispositif destiné à faire passer le laitier liquide du récipient de fusion de laitier dans la lingotière se compose de préfé-40 renee d'un chariot pour le récipient de fusion de laitier avec le- * ) 71 26306 3 2099468 quel le récipient de fusion de laitier est amené à proximité de la lingotière, et d'un dispositif à "bascule pour faire "basculer le récipient de fusion de laitier. les caractéristiques et avantages de la présente invention rea-5 sortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 représente en élévation un dispositif de refusion sous laitier électrique selon l'invention ; - la figure 2 représente ce même dispositif en vue de dessus. 10 le dispositif de refusion électrique sous laitier contient deux colonnes verticales 1, et 1* sur chacune desquelles est monté coulissant verticalement un élément de guidage 2, 2'. Un bras 3, 3» est monté rotatif dans le sens horizontal autour de ces éléments de guidage. A l'extrémité extérieure de chaque bras 3, 3» est monté un 15 porte-électrode 4» 4* avec des mâchoires de serrage pour les électrodes 5, 5'. les deux porte-électrodes 4, 4' sont ainsi disposés pivotants le long d'un arc de cercle, autour de leur colonne, et la lingotière 6 avec le fond de lingotière 7 est disposée sous le point d'intersection des deux arcs de cercle. A l'aide de ces deux 20 porte-électrodes on peut faire fondre aiternativorient des électrodes de fusion dans la lingotière. Etant donné que la lingotière peut être soulevée à l'aide d'un bras support 8 coulissant sur la colonne 1', il est possible de produire au moyen de plusieurs électrodes de fusion un lingot qui est notablement plus long que la lin-25 gotière. Dans la zone de travail du porte-électrode 4 est disposé à une distance suffisante de la lingotière 6 un récipient de fusion de laitier. Il se compose d'un couvercle en matériau réfractaire 9, d'un anneau intermédiaire 10 qui se transforme d'un côté en une gouttière 11, des parois métalliques 12 allant en s'élargissant 30 vers le haut et du fond qui est formé par une plaque de métal refroidie 13 avec une couche de pisé réfractaire damé au carbone 14. le récipient de fusion de laitier est placé sur un chariot avec une superstructure 16 qui porte une cunette 17 et les.paliers 19 autour desquels on peut faire basculer le récipient de fusion de laitier 35 12 à l'aide d'un vérin hydraulique 18. le dispositif suivant l'invention fonctionne de la façon suivante. Pendant que l'on retire le lingot produit lors de l'opération de refusion précédente et qu'on prépare la lingotière 6 et la pla-40 que de fond 7 pour l'opération de refusion suivante se produit la 71 26306 4 2099468 fusion du laitier nécessaire pour l'opération de refusion suivante. A cet effet le récipient de fusion de laitier et le porte-électrode 4 se trouvent dans la position représentée. Dans le porte-électrode 4 est suspendue une électrode non consommable 5, par exemple en gra-5 phite, qui établit une liaison de conduction électrique non représentée entre les bornes de sortie d'un transformateur monophasé et le porte-électrode 4 et la plaque 13 ; puis, en abaissant l'électrode 5» on allume un arc électrique entre les électrodes et le fond et on ajoute les éléments constitutifs de laitier. Etant donné que •jO le récipient de fusion de laitier est relativement étrôit et que l'on dispose pour la fusion du laitier de la totalité de la puissance du transformateur, la fusion du laitier s'effectue très rapidement. Dès que le laitier est fondu et a été porté à une température de surchauffe suffisante, l'électrode 5 est relevée, la liai-15 son électrique avec le transformateur est coupée, et le chariot 15 avec le récipient de fusion de laitier est vidé dans la lingotière. Ensuite le chariot est ramené en arrière et l'électrode de fusion 5' est abaissée jusqu'à ce qu'elle entre en contact avec le bain de laitier ce qui fait débuter l'opération de refusion avec cette 20 électrode. L'électrode non consommable 5 est ensuite remplacée par une électrode de fusion correspondant à l'électrode 5*« Dès que l'électrode de fusion 5» est consommée le porte-électrode 4' est soulevé et on le fait pivoter. La plus vite possible on ramène en le fai-25 sant pivoter le support 4 avec la nouvelle électrode de refusion et on poursuit avec elle l'opération de refusion pratiquement sans interruption. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à 1 'exemple de réalisation décrit. Ses avantages peuvent être également utilisés 30 dans d'autres dispositifs de refusion électrique sous laitier dans lesquels il existe au moins deux porte-électrodes raccordés ou pouvant être raccordés à un même transformateur. Ces deux porte-électrodes peuvent être montés sur un seul bras support et le récipient de fusion de laitier se trouve alors dans sa position de travail . 35 sous le porte-électrode dans lequel peut être suspendue l'électrode non consommable, tandis que l'autre porte-électrode avec l'électrode de fusion se trouve au dessus de la lingotière. Si dans ce cas le bras ne peut se déplacer ou pivoter de telle façon que les deux porte-électrodes puissent être amenés au dessus de la lingotière, 40 *n peut dans un tel dispositif ne refondre en un lingot qu'une s eu- 71 26306 5 2099468 le électrode, ou bien encore il faut que la lingotière soit mobile pour qu'elle puisse être amenée suffisamment rapidement sous l'autre porte-électrode» L'invention est donc, en particulier, apte à être utilisée en 5 combinaison avec des dispositifs de refusion qui sont équipés au moyen de deux colonnes séparées pour la refusion alternée d'électrodes, soit que ces colonnes possèdent des bras pivotants ou porte-électrodes, soit que ces colonnes soient suspendues à des dispositifs du genre de grues et puissent donc être amenées dans des 10 positions quelconques dans une certaine zone. L'invention peut également être utilisée dans les dispositifs qui, au moyen de quatre colonnes ou porte-électrodes, peuvent procéder à la fusion simultanée de quatre électrodes. Dans ce cas également .le récipient de fusion de laitier se trouve à côté de la lin-15 gotière et la refusion sous laitier s'effectue avec un ou deux des quatre porte-électrodes à l'aide d'une ou deux électrodes noh consommables. Après que le laitier a été transféré du récipient de fusion de laitier dans la lingotière, on commence l'opération de refusion avec seulement une ou deux électrodes de fusion et on la 20 poursuit avec quatre électrodes dès que les électrodes non consommables ont été remplacées par des électrodes de fusion. Le spécialiste aura tout loisir à ce sujet d'utiliser tous les couplages connus à plusieurs électrodes, tels que montage en parallèle ou en série avec et sans raccordement du fond de lingotière ou du fond 25 du récipient de fusion de laitier. Dans tous les cas on bénéficie des avantages de l'invention, c'est-à-dire que, dès le début de l'opération de refusion; on dispose de laitier liquide surchauffé et l'on nfa pas besoin, pour la préparation du laitier, de four de fusion de laitier particulier 30 mais seulement d'un récipient de fusion de laitier parce que, pour la fusion de laitier, on utilise le transformateur existant de toute façon pour la refusion. 71 26306 6 2099468 EBVffiDICAIIOKS 1. Dispositif de refusion électrique sous laitier pour la fabrication de lingots de métal, en particulier de lingots d'acier, constitué d'au moins deux porte-électrodes coulissant dans le sens 5 vertical raccordés à un seul et même transformateur ou pouvant être raccordés alternativement au même transformateur, ainsi que d'une lingotière en métal refroidie disposée dans la zone de travail d'au moins un porte-électrode, et d'un fond de lingotière refroidi, caractérisé par un récipient d'au moins tin porte-électrode, avec des 10 parois métalliques refroidies et ayant une section transversale inférieure à celle de la lingotière, ainsi que par un dispositif pour faire passer le laitier liquide du récipient de fusion de laitier dans la lingotière. 2. Dispositif de refusion électrique sous laitier suivant la 15 revendication 1 caractérisé en ce que la surface de la section transversale du récipient de fusion de laitier est plus grande en haut qu'en bas. 3. Dispositif de refusion électrique sous laitier suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le récipient de fusion 20 de laitier est muni d'un couvercle en pierres réfractaires et d'un orifice pour. 1* électrode. 4. Dispositif de refusion sous laitier suivant une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le fond du récipient de fusion de laitier est fait d'une plaque de métal refroidie corn— 25 portant une couche de pisé réfractaire damé au carbone, le pied des parois métalliques refroidies reposant sur le bord extérieur de la couche en pisé réfractaire au carbone. 5. Dispositif de refusion sous laitier électrique suivant la revendication 1, 2 ou 3» caractérisé en c e que le dispositif ayant 30 pour rôle de faire passer le laitier liquide du récipient de refusion de laitier dans la lingotière se compose d'un chariot et d'un dispositif à bascule pour le récipient de fusion de laitier.