Brevet FR2139916A1 — publié le 19730112

La présente invention concerne 1' électrométallurgie, notamment 113 fours de refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur, destinés à élaborer plusieurs lingots simultanément. On connaît largement des fours de refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur, comprenant : une colonne portant un porte-électrodés avec une ou plusieurs électrodes raccordées à une source de courant, une plaque de fond pour on dispositif (coquille) présentant une cavité oU s'effectue la fusion des électrodes à refondre et où est moulé le lingot, ainsi que des commandes pour le déplacement relatif du porte-électrode, du dispositif de fusion et de moulage et de la plaque de fond. De tels fours permettent d'élaborer des lingots aussi bien ronds que rectangulaires (brames). Toutefois, le rendement de tels fours est insuffisant pour satisfaire les besoins en lingots toujours croissants. Pour cette raison, on a tenté de créer des fours avec trois lingotières fixes fonctionnant en parallèle, dans chacune desquelles était élaboré un seul lingot et refondue au moins une électrode ("SIR can produce 3 ingots simultaneously", Xetalworking Production, 1967, vol.III, NO 32, p.7). Dans un tel four, il y crois bains de laitier dont le chauffage et le maintien à la température requise exigent des dépenses importantes d'énergie électrique alors que le refroidissement simultané des trois lingotières entraîne de grandes pertes de chaleur. Les électrodes à refondre, dont le nombre est d'au moins trois, sont disposées les unes par rapport aux autres à une distance comprenant l'épaisseur des lingotières voisines, ce qui oblige à augmenter les dimensions du porte-électrodes et du four et complique la conduite et l'entretien du four. L'absence de fours compacts à grand rendement pour la refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur, susceptibles de satisfaire aux impératifs actuels de la technique, pose un problème dont la solution se heurte à une série de difficultés. le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients précités. I1 s'agissait donc de créer un four de refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur, pourvu d'une lingotière dans laquelle un seul bain de laitier assurerait l'élaboration simultanée de plusieurs lingots et qui, par conséquent, serait plus compact et d'exploitation plus économique. a solution consiste en un four de refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur, comprenant une colonne portant un support d'électrodes à refondre raccordées à une source de courant, une plaque de fond pour un dispositif présentant une cavité dans laquelle s'effectuent la fusion des électrodes et le moulage simultané de plusieurs lingots, ainsi que des commandes pour le déplacement relatif dudit support d'électrodes, dudit dispositif de fusion et de moulage et de ladite plaquede fond, ledit four étant caractérisé, selon l'invention, en ce que le dispositif de fusion et de moulage est une coquille dans la cavité de laquelle est disposée dans la zone d'élaboration du lingot, au moins une cloison verticale refroidie, servant à partager la zone d'élaboration des lingots en plusieurs parties. Un tel four assure un rendement plus élevé que celui des fours connus, tout en étant plus compact,-d'exploitation plus économique, de conduite et d'entretien plus commodes. Avantageusement, la hauteur de ladite cloison est égale à 0,5-2,5 fois le diamètre ou la dimension du petit c8té de la section-droite de la zone où est élaboré le lingot. Une telle hauteur de la cloison est suffisante pour le moulage du lingot et la prévention de la fuite du bain de la coquille. I1 est souhaitable que la largeur de la doison de la coquillenescpas supérieure à la distance entre électrodes voisines. Dans ce cas, la cloison ne sera pas soumise à l'action des gouttelettes de métal liquide provenant de la surface de fusion des électrodes à refondre. La partie supérieure (le bord) de la cloison peut comporter des biseaux faisant un angle de 15 à 850 par rapport à l'horizontale. Une telle forme de la partie supérieure de la cloison prévient les courts-circuits entre les électrodes à refondre et la cloison quand lesdites électrodes sont plongées à une grande profondeur dans le bain de laitier. Avantageusement, chacune des parois latérales longitudinales de la cloison préside dans sa partie médiane un renforcement dont les parois forment angle de 1 à 20 par rapport à la verticale. Une telle forme contribue à ltobtention de lingots à surface unie, facilite la descente du lingot au commencement de son élaboration et son refroidissement à la sortie de la lingotière. I1 est aussi avantageux de réaliser la cloison scindée en parties amovibles comportant chacune des tubulures pour leur raccordemet individuel à la source de refroidissement. Une tele réalisation constructive de la cloison permet d'utiliser une même lingotière pour l'élaboration de lingots de sections différentes. Pour une meilleure compréhension de l'invention, un exemple non limitatif de réalisation d'un four de refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur estdécrit dans ce qui suit à l'aide des dessins annexés qui représentent - la figure 1, une vue schématique d'ensemble, avec arrachement, d'un four conforme à l'invention; - la figure 2, une vue en coupe suivant II-II de la figure I; - la figure 3, le même four pourvu d'une cloison comportant des biseaux à sa partie supérieure et des renforcements dans sa partie médiane ( vue de côté avec arrachement); - la figure 4, une coquille pourvue d'une cloison constituée de parties amovibles, (vue de dessus); - la figure 5, une vue en coupe suivant V-V de la figure 4. le four faisant l'objet de l'invention comporte une colonne 1 (figure 1) portant un support d'électrodes 2 avec une commande 3 pour le déplacer dans la directionxerticale. Dans le support d'électrodes 2 sont fixées les électrodes à refondre 4, reliées électriquement à une source de courant continu ou alternatif (non représentée sur le dessin). te dispositif creux dans la cavité duquel s'effectue la fusion des électrodes à refondre 4 est constitué par une coquille 5 avec une commande 6 assurant son déplacement vertical sur la colonne 1. Dans la cavité 7 (figures 2 et 3) de la coquille 5, dans la zone d'élaboration des lingots 8, il y a une cloison verticale 9 (figure 2) refroidie par eau et, partageant ladite zone en deux parties contenant chacune un bain de métal 10 alimentant les lingots 8. Des amorces 11 solidaires d'une plaque de fond fixe 12 sont prévues pour fermer la partie inférieure de la cavité 7, de la coquille 5 pendant la période initiale de la fusion, et puis pour améliorer la prise des lingots 8 et leur extraction de la coquille 5. tes dimensions, la forme et le nombre des cloisons 9 sont choisis selon le nombre, la forme et les dimensions des lingots désirés. Ainsi, par exemple, la cloison 9 peut avantageusement avoir une hauteur égale à 0,5-2,5 fois le diamètre ou la dimension du petit côté (a) (figure 2) de la section droite de la zone où est élaboré le lingot 8. La largeur de la cloison 9 est choisie égale ou inférieure à la distance (b) (figure 1) entre les électrodes à refondre 4. La partie supérieure (le bord) de la cloison 9 peut comporter des biseaux 13 faisant avec l'horizontale un angle de 15 à 850. tes parois latérales longitudinales 14 de la cloison 9 peuvent présenter des renforcements sous un angle de 1 à 20 par rapport à la verticale. En outre, la cloison 9 peut entre scindée (composite), en étant constituée de parties amovibles 15, chacune desquelles comporte des tubulures t6 pour leur raccordement individuel à une source de refroidissement (non représentée sur le dessin). Une telle conception permet de modifier les dimensions des parties de la zone d'élaboration des lingots, afin de produire, dans une meAme coquille 5, des lingots 8 à sections droites différentes. Dans la coquille 5, le bain de laitier 17 est commun à tous les lingots 8 élaborés. te four faisant l'objet de l'invention fonctionne de la façon suivante. Avant de commencer la refusion sous laitier électroconducteur, on fixe rigidement l'amorce 11 sur la plaque de fond 12 et, à l'aide de la commande 6, on pose sur cette plaque de fond la coquille 5 conjointement avec cloison 9. Ensuite, à l'aide de la commande 3, on engage les électrodes à refondre 4, fixées au support d'électrodes 2, dans la cavité 7 de la coquille 5. On verse dans la cavité 7 de la coquille 5 le laitier en fusion, qui forme le bain de laitier commun 17, et on met sous tension les électrodes à refondre 4 et la plaque de fond 11. les électrodes 4 commencent à fondre; le métal liquide qui se forme coule dans le bain de laitier 17, y est affiné et atteint la zone de moulage des lingots 8 dans la coquille 5, de part et d'autre de la cloison 9. La forme de la partie supérieure et de la partie médiane de la cloison 9, ainsi que ses dimensions, contribuent à la séparation du métal liquide en bains 10 dans la zone de moulage des lingots 8. Au fur et à mesure de l'élaboration des lingots 8, ondéplace verticalement la coquille 5 conjointement avec la cloison 9 à une vitesse proche de la vitesse de montée du niveau du bain de laitier 17. La paroi refroidie 9, ayant une hauteur appropriée et se trouvant dans la zone d'élaboration des lingots 8, prévient l'échappement de la matière en fusion de la coquille 5 et contribue à l'amélioration de l'élaboration des lingots 8. La paroi 9 n'est pas.soumise à l'action du flux de métal liquide provenant de la surface de fusion des électrodes 4. les biseaux 13 de la partie supérieure de la cloison 9 rendent impossible les courts-circuits entre elle et les électrodes à refondre 4 quand celles-ci sont plongées à une profondeur importante dans le bain de laitier 17. La forme de la surface latérale de la cloison 9 contribue à l'obtention des lingots 8 à une surface unie, facilite la descente des lingots 8 au début de l'élaboration et améliore leur refroidissement à la sortie de la coquille 5. La cloison 9 réalisée en parties amovibles 15 permet d'utiliser une même coquille 5 pour l'élaboration de lingots de différentes dimensions. La présence de la cloison 9 dans la cavité 7 de la coquille 5, plus exactement dans la zone d'élaboration des lingots, permet d'élaborer plusieurs lingots 8 à partir d'une seule électrode à refondre 4. Cela permet, à son tour, de simplifier la construction du support d'électrodes 2. L'emploi d'une seule coquille au lieu de trois (comme c'est le cas dans les fours connus permet de réaliser un four dont l'encombrement est plus faible tout en assurant un plus grand rendement et de meilleures performances économiques du four. Suivant un autre mode de réalisation du four de l'invention on peut extraire les lingots de la cavité 7 d'une coquille montée fixe. En outre, pour la régulation automatique de la vitesse de déplacement relatif des lingots 8 et de la coquille 5, on peut employer un capteur 18 de niveau du bain de métal 10, avec un régulateur non représenté de la vitesse de déplacement de la coquille 5. Dans la cloison 9 peuvent être ménagés des canaux (non représentés sur le dessin) débouchant dans la cavité 7 de la coquille 5 au niveau des bains de métal 10 et servant à amener un gaz ou des mélanges gaz-poudre dans le bain. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.En particulier,elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs zombinaisons, si cellesci sont exécutées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDI CATl0N8 1.- Un four de refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur, du type comprenant une colonne portant un support d'électrodes à refondre raccordées à une source de courant électrique, une plaque de fond pour un dispositif conpuiant une cavité dans laquelle s'effectuent la fusion des électrodes et le moulage simultané de plusieurs lingots, ainsi que des commandes pour le déplacement relatif du support d'électrodes, du dispositif de fusion et de moulage et de la plaque de fond, caractérisé en ce que le dispositif de fusion et de moulage consiste en une coquille dans la cavité de laquelle est disposée, dans la zone d'élaboration des lingots au moins une cloison verticale refroidie servant à partager la zone d'élaboration des lingots en plusieurs parties. 2.- Un four suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur de la cloison de la coquille est égale à 0,5-2,5 fois le diamètre ou la dimension du petit côté de la section droite de la zone où est élaboré le lingot. 5 Un four suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que3a largeur de la cloison n'est pas supérieure à la distance entre électrodes voisines. 4.- Un four suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie supérieure de la cloison comporte des biseaux faisant chacun avec l'horizontale un angle de 15 à 85 . 5.- Un four suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque paroi latérale longitudinale de la cloison présente dans sa partie médiane un renforcement dont les parois forment un angle de 1 à 20 par rapport à la verticale. 6.- Un four suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cloison est constituée de-parties séparables et amovibles chacune desquelles comporte des tubulures pour son raccordement individuel à une source de refroi dissement.