Brevet FR2133668A1 — publié le 19721201

La présente invention est relative à un four électrique du type clos ou fermé pour des alliages de fer, tels que des ferrosiliciums contenant plus de 70% de silicium et du silicium "métal- lique, qu'il était jusqu'à présent considéré comme difficile de fermer hermétiquement, car les variations de pression à l'intérieur du four sont très importantes et la température régnant dans le four tend à s'élever à une valeur telle que les équipements entourant les électrodes sont endommagés. La présente invention propose un four électrique qui peut fonctionner d'une manière sûre et sans à-coupspour de tels alliages de fer. Dans un four électrique du type clos, un fonctionnement continu et sans à-coups s' avère difficile, à moins que les conduits d'ttr Lction ou de chargement du mélange de base soient prévus de telle sorte que ces mélanges de départ puissent tomber, particulièrement dans le cas de conduits de chargement du mélange de base qui jouent également le rôle de conduits d'aspiration des gaz engendrés dans le four. Si la partie inférieure de ces conduits est bouchée par le mélange de base ou la poussière, le fonctionnement devient impossible.Lorsque se produit une explosion dans le four, ou que l'on fait tomber dans le four le mélange de base, il apparait dans le four des fluctuations anormales de pression, et, en même temps, une certaine quantité de matière se trouvant dans le four qui engendre un rayonnement thermique à une température anormalement élevée et des gaz sont projetés, et, par conséquent, le couvercle du four et les divers dispositifs associés aux électrodes sont susceptibles d'être endommagés. Par conséquent, le fonctionnement du four en est défavorablement affecté. Afin de supprimer ces inconvénients, il est désirable de disposer les conduits de chargement du mélange aussi près que possible des électrodes et de donner un grand volume à la région comprise entre la surface de la charge de mélange et le couvercle du four. Il est généralement prévClans un four électrique clos un cylindre extérieur de protection refroidi à l'eau disposé autour de l'anneau de maintien de l'électrode, afin de disposer un dispositif d'étanchéité destiné à empêcher une fuite de gaz entre le couvercle du four et la partie glissante de l'électrode et pour protéger les diverses parties de l'électrode traversant le couvercle du four. Les conduits de chargement du mélange sont disposés à l'extérieur dudit cylindre extérieur de protection. Par conséquent, en raison de la présence de cylindre extérieur de protection, la courte distance existant entre la partie inférieure du cylindre et celle des pièces de contact électriquement conductrices oblige à disposer désavantageusement les conduits de chargement du mélange en un emplacement suffisamment éloigné de l'électrode afin d'empêcher le contact de la surface du né lange chargé avec la partie inférieure dudit cylindre de protection. La présente invention a résolu les difficultés évoquées plus haut. Conformément à l'invention, il est possible de diminuer la distance existant entre le conduit de chargement du mélange et l'électrode et de donner à la distance verticale existant entre la face interne du-couvercle du four et la surface du mélange chargé dans le four électrique une valeur suffisamment grande. Conformément à la présente invention, il est prévu un four électrique clos du type dans lequel une électrode protégée par un cylindre intérieur de protection d'électrode est entourée par un cylindre extérieur de protection refroidi à l'eau ou résistant à la chaleur et dans lequel les conduits de chargement du mélange sont disposés à l'extérieur dudit cylindre extérieur de protection, ce four comportant des pièces de contact électriquement conductrices et un anneau de maintien de l'électrode au voisinage de l'extrémité inférieure ou de la face interne dudit cylindre extérieur de protection, caractérisé en ce que ledit cylindre extérieur de protection est dispose sur ledit anneau de maintien de l'électrode, l'extrémité supérieure du cylindre extérieur de protection étant disposée audessus du milieu du segment séparant l'extrémité supérieure desdites pièces de contact et l'extrémité inférieure dudit cylindre intérieur de protection de l'électrode. Ainsi qu'il a été indiqué plus haut, la longueur dudit cylindre extérieur de protection, dont l'extrémité circulaire inférieure est disposée sur la surface supérieure de l'anneau de maintien de l'électrode doit être telle que son extrémité supérieure se trouve au-dessus du milieu du segment délimité entre l'extrémité supérieure des pièces de contact conductrices et la partie inférieure du cylindre intérieur de protection de l'électrode. De Préférence, la longueur du cylindre extérieur de protection (de préférence refroidi à l'eau) est telle que sa partie supérieure se trouve audessus de l'extrémité inférieur du cylindre intérieur de protection de l'électrode. Le cylindre extérieur de protection peut être divisé en deux parties.La partie supérieure peut être fixée sur le côu- vercle du four, et la partie inférieure peut être placée sur l'an neau de maintien de l'électrode. Cette disposition présente un autre avantage résidant dans le fait que, même si le couvercle du four est de grande hauteur, on peut commodément assurer l'observation, l'inspection et la réparation des dispositifs associés à l'électrode en rendant petite la hauteur de ladite partie inférieure. Conformément à la présente invention, il est possible de disposer les conduits de chargement du mélange à proximite de l'elec- trode et de protéger les parties des dispositifs associés à l'electro- de et pénétrant dans le four en traversant son couvercle et de faciliter l'inspection des pièces constituant les électrodes. Par con séquent, bien que l'on ait considéré comme difficile de mettre en oeuvre un four classique du type clos pour les alliages de fer cités plus haut, on peut utiliser avec succès et faire fonctionner sans à-coups divers fours du type clos incorporant la présente invention. On va maintenant décrire plus en détail la présente invention, à l'appui des dessins annexés repésentant des modes de réalisation donnés à titre d'exemple illustratifs, et dans lesquels les Fig. 1 et 2 sont des vues en coupe longitudinales de fours électriques du type clos selon la technique antérieurei et les Fig. 3 et 4 sont des vues en coupe longitudinales représentant des modes de réalisation préférés d'un four électrique conformes à la présente invention. Aux dessins, la référence 1 désigne une électrode, 2 un cylindre intérieur de protection de l'electrode, 3 un dispositif de suspension d'une des pièces de contact électriquement conductrices, 4 une des pièces de contact électriquement conductrice, 5 un-anneau de maintien de l'électrode, 6 un joint d'étanchéité aux gaz, 7, 7-1 ou 7-2 un cylindre extérieur de protection d'électrode, refroidi à l'eau ou résistant à la chaleur, 8 un conduit d'introduction ou de chargement d'un mélange de base, 9 un couvercle de four, 10 un corps de four électrique en briques refractaires, et 11 le mélange chargé. La Fig. 1 représente un four électrique de type connu dans lequel le cylindre extérieur de protection 7 est fixé sur le couvercle du four, et la Fig. 2 représente un autre four electrique de type connu, dans lequel le cylindre 7 est prévu pour se déplacer vers le haut et vers le bas avec l'elecçrode. C'est-à-dire que l'anneau de maintien 5 de l'électrode est logé dans une rainure ménagée sur la face interne du cylindre 7, grace à quoi le cylindre 7 est rendu solidaire de l'électrode 1, afin de se déplacer vers le haut et vers le bas en même temps que cette dernière. Dans ces fours électriques connus, la distance a1 ou a2 existant entre les conduits 8 de chargement du mélange et l'électrode 1 est extrémement grande. De plus, lorsque la distance verticale b1 ou b2 existant entre l'extrémité inférieure du cylindre extérieur de protection 7 et l'extrémité inférieure de la pièce de contact 4 électriquerent conductrice est plus faible: le conduit 8 de chargement du mélange se trouve en un point plus éloigné de l'électrode 1. Les Fig. 3 et 4 illustrent des modes de réalisation pré férés de l'invention. A la Fig. 3, l'extrémité circulaire inférieure du cylindre extérieur de protection 7 est disposée sur la surface circulaire supérieure de l'anneau de maintien 5 de l'électrode. Par conséquent, le cylindre de protection 7 peut être disposé sur la surface supérieure dudit anneau de maintien 5 de l'électrode le plus à l'intérieur possible. Par conséquent, l'électrode 1 et le conduit de charge 8 du mélange sont plus proches l'une de l'autre et la distance a3 existant entre eux est ainsi rendue plus petite que les distances a1 et a2 indiquées plus haut. De plus, ainsi qu'il est indiqué par 12, la longueur du cylindre extérieur de protection 7 de I'électrode peutêtm pvtée àure valeur telle que l'extrémité supérieure du cylindre de protection externe 7 se trouve disposée au-dessus de l'extrémité inférieure du cylindre intérieur 2 de protection de l'électrode. Ces dispositions permettent aux dispositifs de suspension 3 des pièces de contact 4 électriquement conductrices et aux parties de l'électrode 1 qui sont exposées à l'atmosphère portée à température élevée régnant dans le four, etc.. d'être simplement et suffisamment protégés de la chaleur et de la poussière par ledit cylindre de protection 7.Par con séquent, il est possible de donner une valeur importante au volume existant entre la surface du mélange chargé et le couvercle du four, si cela s' avère nécessaire. Le joint 6 d'étanchéité aux gaz peut être directement disposé entre le couvercle 9 du four et le cylindre de protection 7 de l'électrode, ainsi qu'il est illustré à la Fig. 3. Conformément à un autre procédé,on peut fixer sur le couvercle 9 du four un dispositif de maintien séparé et on dispose la garniture d'étanchéité aux gaz entre le cylindre extérieur de protection et ledit dispositif de maintien séparé.Dans l'un ou l'autre de ces procédés, on a trouvé, en ce qui concerne les appareillages et les dispositifs tels que les accessoires associés à l'électrode, le couvercle du four et la garniture d'étanchéité aux gaz, qu'il est préférable que la longueur 12 du cylindre extérieur de protection 7 soit approximativement le double de la distance 11 existant entre l'extrémité supérieure de la pièce de contact électriquement conductrice 4 et l'extrémité in férieure du cylindre intérieur 2 de protection de l'électrode. On a représenté à la Fig. 4 un autre mode de réalisation de la présente invention, dans lequel les appareillages ou équipements associés à l'électrode 1 sont suffisamment protégés et dont on peut commodément assurer l'observation et l'inspection. Dans ce mode de réalisation, le cylindre extérieur 7 de protection est disposé de telle sorte qu'il est divisé en un cylindre de protection infn'eur 7-1 du côté de 1 'électrode et un cylindre de protection inférieur 7-2 du côte du couvercle du four. Le cylindre de protection 7-1 du côté de l'électrode est disposé sur la surface supérieure de l'anneau de maintien 5 de l'électrode de la même manière que le cylindre de protection 7 de la Fig. 3. En outre, le joint 6 d'étanchéité aux gaz est disposé entre les cylindres de protection 7-1 et 7-2. L'avantage de l'appareil réside dans le fait que la distance b4 existant entre l'ex- trémité inférieure du cylindre de protection 7-2 du côté du couvercle et l'extrémité inférieure des pièces de contact 4 électriquement conductrices peut être rendue suffisante. Dans ce mode de réalisation, le cylindre de protection 7-2 du côté du couvercle peut être disposé plus près de l'électrode 1 que dans les fours électriques du type connu, en installant ledit cylindre de protection 7-1 du côté de ltelec- trode à proximité de l'électrode 1, le plus à l'intérieur possible. Ainsi, la distance a4 existant entre l'électrode 1 et le conduit 8 de chargement du mélange peut par conséquent être rendue plus petite que les distances al et a2 dans les fours électriques connus. Par ailleurs, le dispositif 3 destiné à suspendre la pièce de contact 4 electriquement conductrice et la partie de l'électrode 1 exposée à une atmosphère portée à température élevée présente dans le four, etc... peut être simplement et suffisamment protégée de la chaleur et de la poussière au moyen des deux cylindres de protection inférieur et supérieur 7-1 et 7-2 selon le mode de réalisation de la Fig. 4. Par conséquent, il est possible de rendre la hauteur du couvercle du four plus importante, si cela s'avère nécessaire. Par conséquent, si la longueur verticale du cylindre de protection du côté de l'électrode 7-1 est rendue plus petite, l'inspection des pièces associées à l'électrode 1, telles que la pièce de contact 4 electriquement conductrice et leur remplacement à assurer lorsqu'elles sont endommagées peuvent en être facilités, même si le cylindre de protection 7-1 est disposé à proximité de l'électrode 1. R E V E N D I C A T I O N S 1. Four électrique du type clos dans lequel une électrode protégée par un cylindre intérieur de protection d'électrode est entouré par un second cylindre extérieur de protection refroidi à l'eau ou résistant à la chaleur et dans lequel les conduits de chargement du mélange sont disposés à l'extérieur dudit cylindre extérieur de protection, et qui comporte des pièces de contact électriquement conductrices et un anneau de maintien de l'electro- de au voisinage de l'extrémité inférieure ou sur la face interne dudit cylindre extérieur de protection, caractérisé en ce que le cylindre extérieur de protection est disposé sur ledit anneau de maintient de l'électrode, l'extrémité supérieure du cylindre extérieur de protection étant disposé au-dessus du milieu du segment séparant l'extrémité supérieure desdites pièces de contact et l'extrémité inférieure dudit cylindre intérieur de protection de l'électrode. 2. Four électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du cylindre extérieur de protection est disposée au-dessus de l'extrémité inférieure dudit cylindre intérieur de protection de l'électrode. 3. Four Electriaue suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre extérieur de protection est divisé en deux parties, la partie supérieure étant fixée sur le couvercle du four et la partie inférieure étant disposée sur l'anneau de maintien de l'électrode. 4. FOur électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur du cylindre extérieur de protection est approximativement le double de celle du segment séparant l'extré- mité supérieure des pièces de contact électriquement conductrices et l'extrémité inférieure du cylindre intérieur de protection de 1' électrode.